CN217368589U - 一种微藻破壁装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种微藻破壁装置，外壳内设置有混合腔，混合腔与设置在外壳上的液体进料口和固体进料口连通，外壳内固定有轴心设置导料孔的固定磨盘，混合腔的下端开口伸进导料孔内，固定磨盘的下表面上固定有下端与外壳底壁接触的导流罩，导流罩上设置周向分布的多个导流孔，导流罩与外壳内壁之间形成导流腔，外壳顶部设有输出端与驱动杆固定的第一旋转驱动机构，驱动杆的另一端伸进混合腔内且穿过混合腔的下端开口及导料孔固定有旋转磨盘，旋转磨盘位于导流罩内，在混合腔内的驱动杆上还设置有搅拌棒，固定座内部设置有输出端伸进外壳内固定有刀组件的第二旋转驱动机构，刀组件位于导流罩内，壳体底部设置有常闭型出料口。

Description

一种微藻破壁装置

技术领域

本实用新型涉及微藻加工领域，具体涉及一种微藻破壁装置。

背景技术

微藻是一类在水中生长的种类繁多且分布极其广泛的低等植物，它是由阳光驱动的细胞工厂，通过微藻细胞高效的光合作用，吸收CO2，将光能转化为脂肪或淀粉等碳水化合物的化学能，并放出O2，微藻在环境保护、生物油、养殖、食品、医药等领域都具有广泛的应用。

大多数的微藻具有坚韧的纤维素性细胞壁，细胞内油脂难以渗出细胞壁。因此在微藻生物的开发利用中，需要对微藻进行细胞破壁处理。目前常见的细胞破壁方法有高压均质法、冻融法、超声波法、有机溶剂法、研磨法、微波加热法和复合酶法等，当采用研磨法对微藻进行破壁处理时，现有的研磨装置结构较为单一，对微藻的破壁方式也较为单一，使微藻的破壁不完全且效率低下，对微藻生物的后续开发影响较大。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种微藻破壁装置，以解决目前研磨装置的破壁方式单一，效率低下的情况。

本实用新型为解决上述技术问题提供一种微藻破壁装置，包括外壳，所述外壳内设置有混合腔，所述混合腔与设置在外壳上的液体进料口和固体进料口连通，所述外壳内固定有固定磨盘，所述固定磨盘的轴心设置有导料孔，所述混合腔的下端开口伸进导料孔内，所述固定磨盘的下表面上固定有导流罩，所述导流罩的下端与所述外壳底壁接触，所述导流罩与所述外壳内壁之间形成导流腔，所述导流罩上设置周向分布有多个导流孔，所述外壳顶部设有第一旋转驱动机构，所述第一旋转驱动机构的输出端固定有驱动杆，所述驱动杆远离第一旋转驱动机构的一端伸进混合腔内且穿过混合腔的下端开口及导料孔固定有旋转磨盘，所述旋转磨盘位于所述导流罩内，所述驱动杆上还设置有搅拌棒，所述搅拌棒位于所述混合腔内，所述外壳底部设置固定座，所述固定座内部设置有第二旋转驱动机构，所述第二旋转驱动机构的输出端伸进外壳内固定有刀组件，所述刀组件位于所述导流罩内，所述外壳底部设置有常闭型出料口。

进一步地，所述固定磨盘下表面上设置有第一研磨齿，所述旋转磨盘的上表面设置有第二研磨齿。

进一步地，所述旋转磨盘的上表面设置有底大顶小的锥形凸柱，所述导料孔设置呈底大顶小状，所述锥形凸柱伸进所述导料孔内，所述锥形凸柱外表面与导料孔内表面接触。

进一步地，所述导流罩上周向设置有扰流筋。

进一步地，所述导流孔为圆形孔。

进一步地，所述刀组件包括圆周排列的切刀，所述切刀边侧为斜刀刃。

进一步地，所述切刀的刀刃边侧为弧形锯齿状。

进一步地，所述固定磨盘、旋转磨盘、导流罩及刀组件的中心轴呈同轴心布置。

采用本实用新型的有益效果如下，液体进料口用于注入乙醇溶液，固体进料口用于注入微藻粉，混合腔用于将乙醇溶液和微藻粉进行混合，外壳内的混合腔对乙醇和微藻粉进行混合。固定磨盘固定在外壳内，固定磨盘的轴心设置有导料孔，混合腔的下端开口伸进导料孔内，使混合腔内的混合液体通过下端开口流入导料孔。外壳顶部设置有第一旋转驱动机构，第一旋转驱动机构的输出端固定驱动杆，驱动杆上设置有搅拌棒，搅拌棒对混合腔内的混合溶液进行搅拌混合。驱动杆远离第一旋转驱动机构的一端穿过导料孔固定有旋转磨盘，此时旋转磨盘的上表面与固定磨盘的下表面接触，当第一旋转驱动机构为搅拌棒和旋转磨盘提供动力时，旋转磨盘的上表面与固定磨盘的下表面摩擦对微藻混合溶液进行一级研磨破壁。外壳底部设置有固定座，固定座上设置第二旋转驱动机构，第二旋转驱动机构的输出端伸进外壳内固定有刀组件，此时第二旋转驱动机构为刀组件提供动力使刀组件刀组件中心高速旋转，对磨盘研磨后的微藻混合溶液进行二次破壁处理。在固定磨盘的下表面上固定有导流罩，导流罩的下端与外壳的底壁接触，导流罩与外壳之间形成导流腔。当刀组件高速旋转时，对微藻进行破壁处理的同时会将外壳底部的微藻混合溶液经导流罩上的导流孔压入至导流腔内，随着导流腔中溶液增加，导流腔中的微藻混合溶液会再次经过导流罩上方的导流孔进入到导流罩内，将导流罩内的微藻混合溶液压向刀组件方向，以便于刀组件再次对微藻进行破壁处理。

通过混合腔将乙醇溶液和微藻粉混合均匀，之后通过混合腔的下端开口，微藻混合溶液流入固定磨盘，是微藻在旋转磨盘和固定磨盘的相互作用下进行一级研磨，使微藻细胞壁变薄或是破裂，之后微藻混合溶液流入外壳底部，刀组件高速旋转对底部的微藻进行二次破壁处理，且通过导流罩的设置使底部的微藻溶液通过导流腔流动到导流罩的上部再循环到底部进行破壁处理，即在刀组件的高速旋转与导流罩的配合下，经过一级研磨的微藻混合溶液还可在底部进行多次循环破壁处理。采用本实用新型通过多级破壁处理提高了微藻的细胞破壁率，也提高微藻在后续开发中的油脂提取纯度。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中A的细节放大图。

附图中：1-外壳，2-混合腔，3-液体进料口，4-固体进料口，5-固定磨盘，6-导料孔，7-下端开口，8-导流罩，9-导流腔，10-导流孔，11-第一旋转驱动机构，12-驱动杆，13-旋转磨盘，14-搅拌棒，15-固定座，16-第二旋转驱动机构，17-刀组件，18-常闭型出料口，19-第一研磨齿，20-第二研磨齿，21-锥形凸柱，22-扰流筋，23-切刀。

具体实施方式

参照附图，将详细描述本实用新型的具体实施方案。

参照图1至图2，本实用新型提供本实用新型为解决上述技术问题提供一种微藻破壁装置，包括外壳1，所述外壳1内设置有混合腔2用于混合乙醇溶液和微藻粉。所述混合腔2与设置在外壳1上的液体进料口3和固体进料口4连通，液体进料口3用于注入乙醇溶液，固体进料口4用于注入微藻粉。混合腔2内设置搅拌棒14，搅拌棒14固定在与第一旋转驱动机构11输出端固定的驱动杆12上，当第一旋转驱动机构11带动驱动杆12旋转时，搅拌棒14对混合腔2内的微藻混合溶液进行搅拌混合。为使微藻混合溶液均匀的流向导料孔6，在混合腔2的下端开口7内也设置有搅拌棒14，搅拌棒14固定在驱动杆12上，随着驱动杆12旋转而转动。所述壳体底部设置有常闭型出料口18用于排出破壁后的微藻混合溶液，为方便导流腔9和导流罩8内的微藻混合溶液流出外壳，优选将常闭型出料口18设置在导流罩8与导流腔9的相交处，使常闭型出料口18的一部分位于导流腔9底部，一部分位于导流罩8内的外壳底部上。

所述外壳1内固定有固定磨盘5，所述固定磨盘5的轴心设置有导料孔6，所述混合腔2的下端开口7伸进导料孔6内，固定磨盘5固定在外壳1上，轴心设置的导料孔6用于将混合腔2内的微藻混合溶液导入到固定磨盘5和旋转磨盘13之间，从而通过固定磨盘5和旋转磨盘13的相互作用对微藻混合溶液进行一级研磨。所述外壳1顶部设有第一旋转驱动机构11，所述第一旋转驱动机构11的输出端固定有驱动杆12，所述驱动杆12远离第一旋转驱动机构11的一端伸进混合腔2且穿过混合腔2的下端开口7及导料孔6固定有旋转磨盘13，所述旋转磨盘13位于所述导流罩8内。第一旋转驱动机构11为旋转磨盘13提供动力使旋转磨盘13旋转，进而使旋转磨盘13与固定磨盘5配合对微藻混合溶液进行以及研磨。进一步地，所述固定磨盘5下表面上设置有第一研磨齿19，所述旋转磨盘13的上表面设置有第二研磨齿20。当微藻混合溶液流入固定磨盘5的下表面和旋转磨盘13的上表面之间时，位于固定磨盘5下表面上的第一研磨齿19和位于旋转磨盘13上表面上的第二研磨齿20相互配合，进一步对微藻进行研磨，提高微藻的破壁率。进一步地，所述旋转磨盘13的上表面设置有底大顶小的锥形凸柱21，所述导料孔6设置呈底大顶小状，所述锥形凸柱21伸进所述导料孔6，所述锥形凸柱21外表面与导料孔6内表面接触，此时锥形凸柱21伸进导料孔6内，使旋转磨盘13和固定磨盘5之间的接触面积增加，便于对微藻进行研磨。且锥形凸柱21的设置可对微藻混合溶液进行引流，使微藻混合溶液经锥形凸柱21的表面在重力的作用下流向旋转磨盘13的水平面，微藻混合溶液在经过锥形凸柱21时进行快速研磨。微藻混合溶液在旋转磨盘13的水平面上停留时进行精细的研磨，通过此种方式，加快磨盘对微藻的研磨速度，提升研磨的效率。

所述固定磨盘5的下表面上固定有导流罩8，优选地，所述导流罩8上周向设置有扰流筋22，扰流筋22的设置应避开导流孔6，避免遮堵导流孔6使导流孔6失去导流作用。增设扰流筋22可确保在刀组件的高速旋转下微藻混合溶液不会沿着导流罩内壁一直旋转，使导流罩内的微藻混合溶液沿导流罩内壁旋转一定角度后与扰流筋碰撞、并弹出，从而增加微藻溶液与刀组件接触的几率，以提高破壁效果。为避免微藻混合溶液在扰流筋22的作用下全部弹向刀组件而无法通过导流腔循环，扰流筋的数量优选设置为一条或两条。所述导流罩8的下端与所述外壳1底壁接触，所述导流罩8与所述外壳1内壁之间形成导流腔9，所述导流罩8上设置周向分布有多个导流孔10，优选地，所述导流孔10为圆形孔。所述外壳1底部设置固定座15，所述固定座15内部设置有第二旋转驱动机构16，优选地，第二旋转驱动机构16选择适用于破壁的高速旋转电机。所述第二旋转驱动机构16的输出端伸进外壳1固定有刀组件17，所述刀组件17位于所述导流罩8内。具体地，所述刀组件17包括圆周排列的切刀23，所述切刀23边侧为斜刀刃，方便对微藻进行破壁处理。进一步地，所述切刀23的刀刃边侧为弧形锯齿状，弧形锯齿状的刀刃边侧可进一步提升对微藻破壁处理的效率。当经过一级研磨的微藻混合溶液流入到底部时，刀组件17在第二旋转驱动机构的作用下高速旋转对微藻进行二次破壁处理，当刀组件17高速旋转时，将导流罩8内底部的微藻混合溶液经导流孔10压入到导流腔9内，当导流腔9内的微藻混合溶液达到一定高度时，微藻混合溶液从导流罩8上方的导流孔10流入到导流罩8内，将导流罩8内的微藻混合溶液压向刀组件17方向，以便于刀组件17再次对微藻进行破壁处理。

在本实施例中，所述固定磨盘5、旋转磨盘13、导流罩8及刀组件17的中心轴呈同轴心布置，此时旋转磨盘13位于导流罩8内，经磨盘研磨后可均匀流入到导流罩8内，且刀组件17与导流罩8同轴心布置，在刀组件17高速旋转过程中，可将微藻混合溶液向四周均匀压入到导流腔9内，提高微藻的破壁率。

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，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (8)

1.一种微藻破壁装置，其特征在于：包括外壳(1)，所述外壳(1)内设置有混合腔(2)，所述混合腔(2)与设置在外壳(1)上的液体进料口(3)和固体进料口(4)连通，所述外壳(1)内固定有固定磨盘(5)，所述固定磨盘(5)的轴心设置有导料孔(6)，所述混合腔(2)的下端开口(7)伸进导料孔(6)内，所述固定磨盘(5)的下表面上固定有导流罩(8)，所述导流罩(8)的下端与所述外壳(1)底壁接触，所述导流罩(8)与所述外壳(1)内壁之间形成导流腔(9)，所述导流罩(8)上设置周向分布有多个导流孔(10)，所述外壳(1)顶部设有第一旋转驱动机构(11)，所述第一旋转驱动机构(11)的输出端固定有驱动杆(12)，所述驱动杆(12)远离第一旋转驱动机构(11)的一端伸进混合腔(2)内且穿过混合腔(2)的下端开口(7)及导料孔(6)固定有旋转磨盘(13)，所述旋转磨盘(13)位于所述导流罩(8)内，所述驱动杆(12)上还设置有搅拌棒(14)，所述外壳(1)底部设置固定座(15)，所述固定座(15)内部设置有第二旋转驱动机构(16)，所述第二旋转驱动机构(16)的输出端伸进外壳(1)内固定有刀组件(17)，所述刀组件(17)位于所述导流罩(8)内，所述外壳(1)底部设置有常闭型出料口(18)。

2.根据权利要求1所述的微藻破壁装置，其特征在于：所述固定磨盘(5)下表面上设置有第一研磨齿(19)，所述旋转磨盘(13)的上表面设置有第二研磨齿(20)。

3.根据权利要求1所述的微藻破壁装置，其特征在于：所述旋转磨盘(13)的上表面设置有底大顶小的锥形凸柱(21)，所述导料孔(6)设置呈底大顶小状，所述锥形凸柱(21)伸进所述导料孔(6)内，所述锥形凸柱(21)外表面与导料孔(6)内表面接触。

4.根据权利要求1所述的微藻破壁装置，其特征在于：所述导流罩(8)上周向设置有扰流筋(22)。

5.根据权利要求1所述的微藻破壁装置，其特征在于：所述导流孔(10)为圆形孔。

6.根据权利要求1所述的微藻破壁装置，其特征在于：所述刀组件(17)包括圆周排列的切刀(23)，所述切刀(23)边侧为斜刀刃。

7.根据权利要求6所述的微藻破壁装置，其特征在于：所述切刀(23)的刀刃边侧为弧形锯齿状。

8.根据权利要求1所述的微藻破壁装置，其特征在于：所述固定磨盘(5)、旋转磨盘(13)、导流罩(8)及刀组件(17)的中心轴呈同轴心布置。

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