一種利用微氣泡反沖濃縮跑道池微藻細胞的采收裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及一種利用微氣泡反沖濃縮跑道池微藻細胞的采收裝置，屬于微藻培養(yǎng)工程領域。
【背景技術(shù)】
[0002]微藻作為自然界最重要的初級生產(chǎn)者，已經(jīng)開始在食品、醫(yī)藥、化妝品、精細化工等領域發(fā)揮重要的作用。近來，隨著石油、煤炭等化石能源的日益枯竭，基于生物質(zhì)的潔凈生物能源因其可再生性而引起了人們的高度重視。微藻，生長速度快，培養(yǎng)周期短，油脂含量高，可以利用鹽堿地、灘涂等不適合糧食種植的環(huán)境進行養(yǎng)殖；因此被稱為最有前景的生物能源候選物種。
[0003]微藻規(guī)?；囵B(yǎng)中，以跑道池為主的開放式培養(yǎng)歷史悠久，成本低廉，被采用率最高。然而該培養(yǎng)方式亦具有一些缺點:光能利用率低，二氧化碳利用率低，受外界環(huán)境影響較大等。因此，其培養(yǎng)的藻細胞密度也相對較低。而在微藻的收獲環(huán)節(jié)，除螺旋藻外，其它大部分微藻種類均以離心收集為主。而離心機價格高昂，能耗亦非常之大；離心收獲的成本在微藻養(yǎng)殖成本中的比例非常高，可達總成本的三分之一。如果在離心收集之前能夠?qū)ξ⒃暹M行有效的初步濃縮，可以有效的提高離心機的收集效率，降低能耗，并因此大幅度降低微藻培養(yǎng)的成本。
[0004]目前，在微藻收獲之前，多數(shù)生產(chǎn)廠家采用將藻液轉(zhuǎn)移至沉淀池通過自然沉降以達到初步濃縮微藻的目的。此方法具有以下幾個缺點:1，沉降效率較低；2，沉降過程中，由于絕大多數(shù)細胞處于黑暗環(huán)境中，隨著沉降時間的延長，總的生物量會出現(xiàn)相當?shù)膿p失；3，細菌容易滋生；4，轉(zhuǎn)移藻液的能耗很大；5，對某些藻種來講，離心轉(zhuǎn)速設置較低，無法高效濃縮，而設置過高則會引起細胞破裂問題。
[0005]水體中的微氣泡能夠附著于細小顆粒和微藻，當在培養(yǎng)體系中釋放大量微氣泡時，由于氣浮的作用，藻細胞將在液體表面大量富集。若能夠通過氣浮作用將大單位水體中的藻細胞富集至小單位水體的表面，并利用水流的作用，將此部分藻液轉(zhuǎn)移至收集管，將會實現(xiàn)離心之前的藻細胞初步濃縮。此舉能夠有效降低微藻的培養(yǎng)成本，并控制微藻品質(zhì)。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、方便組裝及拆卸的藻細胞采收裝置，以能夠?qū)崿F(xiàn)在將藻液轉(zhuǎn)移至離心機之前將藻細胞高效濃縮，從而提高離心效率，降低生產(chǎn)成本。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0008]本實用新型提供的一種利用微氣泡反沖濃縮跑道池微藻細胞的采收裝置，包括曝氣網(wǎng)、側(cè)面阻攔網(wǎng)、正面阻攔網(wǎng)和收集管；曝氣網(wǎng)前端面向水流方向，置于跑道池底部，其后端浸于液面5-lOcm，與正面阻攔網(wǎng)下部連接；曝氣網(wǎng)的兩個側(cè)面連接側(cè)面阻攔網(wǎng)，側(cè)面阻攔網(wǎng)與曝氣網(wǎng)形成藻液入口，收集管設置在正面阻攔網(wǎng)上端，收集管與跑道池的收集孔可拆卸連接。
[0009]優(yōu)選的，藻液入口前寬后窄。
[0010]優(yōu)選的，曝氣網(wǎng)與跑道池底部成15-45度角。進一步的，曝氣網(wǎng)與跑道池底部成30度角時本實用新型的濃縮效果最佳。
[0011]本實用新型所述的藻細胞初步濃縮裝置在使用時，曝氣網(wǎng)前端置于跑道池底部，后端位于藻液液面下5-lOcm ;收集管浸于液面l-2cm ;兩側(cè)阻攔網(wǎng)上部始終高于液面l_2cm0
[0012]所述的曝氣網(wǎng)是鋼結(jié)構(gòu)骨架，上面設有篩絹，篩絹下方布設曝氣裝置。
[0013]側(cè)面阻攔網(wǎng)是鋼結(jié)構(gòu)骨架，上面設有篩絹或玻璃、PVC板。
[0014]正面阻攔網(wǎng)通過粘接的方式與收集管相連接，正面阻攔網(wǎng)是液體可透過的材質(zhì)，正面阻攔網(wǎng)下方布設曝氣裝置。
[0015]優(yōu)選的，正面阻攔網(wǎng)上面的液體可透過材質(zhì)是篩絹，篩絹的孔徑不小于曝氣網(wǎng)所用篩絹孔徑。
[0016]本實用新型中所述的曝氣裝置是微氣泡發(fā)生器。
[0017]將本實用新型的藻細胞采收裝置架設于跑道池中，并通過收集管與跑道池的收集孔連接；側(cè)面阻攔網(wǎng)與曝氣網(wǎng)形成藻液入口前寬后窄，其前端與跑道池底部接觸；水流進入藻細胞濃縮裝置后，微氣泡發(fā)生器釋放的微氣泡依附于藻細胞；藻細胞受到氣浮作用影響，匯集于藻液表面；水流運動過程中，藻細胞受到兩側(cè)阻攔網(wǎng)的約束，只能向前推進；運動至濃縮裝置后端，藻液遭遇正面阻攔網(wǎng)的阻擋，導致裝置內(nèi)部的液面略高于跑道池液面；由于曝氣網(wǎng)孔徑窄小，外加氣泡沖擊，藻細胞無法透過；通過上述過程，可有效將大單位水體的藻細胞，濃縮至收集管附近水體的表層；收集管架設于濃縮裝置上部，開口面向水流方向，將細胞密度高的上部藻液引入收集孔，以備后續(xù)的離心收集之用。
[0018]該設備方便組裝拆卸，需要收獲微藻時架設；正常培養(yǎng)階段，拆除。
[0019]本實用新型的有益效果是:
[0020]本實用新型與現(xiàn)有的藻細胞初步濃縮方式相比具有以下優(yōu)點:(I)本實用新型有效、實時的實現(xiàn)了藻細胞的初步濃縮，整個環(huán)節(jié)耗時很少，不會引起細菌滋生、生物量損失等問題。(2)本實用新型不會產(chǎn)生能耗，結(jié)構(gòu)簡單，方便組裝拆卸。(3)本實用新型成本低廉，易制造，效率高，有助于降低微藻規(guī)?；囵B(yǎng)的生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0021]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0022]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為本實用新型置于跑道池中側(cè)面示意圖。
[0024]圖3為本實用新型置于跑道池中俯瞰示意圖。
[0025]圖中，I曝氣網(wǎng)，2側(cè)面阻攔網(wǎng)，3正面阻攔網(wǎng)，4收集管，5曝氣裝置，6本實用新型的濃縮裝置，7跑道池，8收集孔，9下液面，10上液面。圖中箭頭代表水流的方向。
【具體實施方式】
[0026]實施例1
[0027]如圖1、2、3所示，本實施例提供的利用微氣泡反沖濃縮跑道池微藻細胞的采收裝置，包括曝氣網(wǎng)、側(cè)面阻攔網(wǎng)、正面阻攔網(wǎng)和收集管；曝氣網(wǎng)前端面向水流方向，置于跑道池底部，其后端與正面阻攔網(wǎng)下部連接；曝氣網(wǎng)的兩個側(cè)面連接側(cè)面阻攔網(wǎng)，側(cè)面阻攔網(wǎng)與曝氣網(wǎng)形成藻液入口，收集管設置在正面阻攔網(wǎng)上端，收集管與跑道池的收集孔可拆卸連接。
[0028]藻液入口前寬后窄。曝氣網(wǎng)與跑道池底部成30度角。
[0029]藻細胞采收裝置在使用時，曝氣網(wǎng)前端置于跑道池底部，后端位于藻液液面下6cm ;收集管浸于液面1.5cm ;兩側(cè)阻攔網(wǎng)上部始終高于液面1.5cm。
[0030]所述的曝氣網(wǎng)是鋼結(jié)構(gòu)骨架，上面設有篩絹，篩絹下方布設微氣泡發(fā)生裝置。側(cè)面阻攔網(wǎng)是鋼結(jié)構(gòu)骨架，上面設有篩絹。
[0031]正面阻攔網(wǎng)通過粘接的方式與收集管相連接，正面阻攔網(wǎng)是篩絹，篩絹下方布設曝氣裝置，篩絹的孔徑不小于曝氣網(wǎng)所用篩絹孔徑。
[0032]所述的曝氣裝置是微氣泡發(fā)生裝置。
[0033]將本實用新型的藻細胞采收裝置架設于跑道池中，并通過收集管與跑道池的收集孔連接；側(cè)面阻攔網(wǎng)與曝氣網(wǎng)形成藻液入口前寬后窄，其前端與跑道池底部接觸；水流進入濃縮裝置后，曝氣網(wǎng)釋放的微氣泡依附于藻細胞；藻細胞受到氣浮作用影響，匯集于藻液表面；水流運動過程中，藻細胞受到兩側(cè)阻攔網(wǎng)的約束，只能向前推進；運動至濃縮裝置后端，藻液遭遇正面阻攔網(wǎng)的阻擋，導致裝置內(nèi)部的液面略高于跑道池液面；由于曝氣網(wǎng)孔徑窄小，外加氣泡沖擊，藻細胞無法透過；通過上述過程，可有效將大單位水體的藻細胞，濃縮至收集管附近水體的表層；收集管架設于濃縮裝置上部，開口面向水流方向，將細胞密度高的上部藻液引入收集孔，以備后續(xù)的離心收集之用。
[0034]該設備方便組裝拆卸，需要收獲微藻時架設；正常培養(yǎng)階段，拆除。該裝置可拆卸，使用前可經(jīng)過紫外照射或化學試劑浸泡等方式消毒，以減少對藻液的污染。
[0035]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非是對本實用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種利用微氣泡反沖濃縮跑道池微藻細胞的采收裝置，其特征在于，包括曝氣網(wǎng)、側(cè)面阻攔網(wǎng)、正面阻攔網(wǎng)和收集管；曝氣網(wǎng)前端面向水流方向，置于跑道池底部，其后端與正面阻攔網(wǎng)下部連接；曝氣網(wǎng)的兩個側(cè)面連接側(cè)面阻攔網(wǎng)，側(cè)面阻攔網(wǎng)與曝氣網(wǎng)形成藻液入口，收集管設置在正面阻攔網(wǎng)上端，收集管與跑道池的收集孔可拆卸連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藻細胞采收裝置，其特征在于，藻液入口前寬后窄。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的藻細胞采收裝置，其特征在于，曝氣網(wǎng)與跑道池底部成15-45度角ο4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藻細胞采收裝置，其特征在于，曝氣網(wǎng)前端置于跑道池底部，后端位于藻液液面下5-lOcm ;收集管浸于液面l-2cm ;兩側(cè)阻攔網(wǎng)上部始終高于液面l-2cm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藻細胞采收裝置，其特征在于，曝氣網(wǎng)是鋼結(jié)構(gòu)骨架，上面設有篩絹，篩絹下方布設微氣泡發(fā)生裝置。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藻細胞采收裝置，其特征在于，側(cè)面阻攔網(wǎng)是鋼結(jié)構(gòu)骨架，上面設有篩絹或玻璃、PVC板。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藻細胞采收裝置，其特征在于，正面阻攔網(wǎng)通過粘接的方式與收集管相連接，正面阻攔網(wǎng)是液體可透過的材質(zhì)，正面阻攔網(wǎng)下方布設微氣泡發(fā)生裝置。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的藻細胞采收裝置，其特征在于，正面阻攔網(wǎng)上面的液體可透過材質(zhì)是篩絹，篩絹的孔徑不小于曝氣網(wǎng)所用篩絹孔徑。9.根據(jù)權(quán)利要求6或8所述的藻細胞采收裝置，其特征在于，曝氣裝置是微氣泡發(fā)生器。
【專利摘要】本實用新型公開了一種利用微氣泡反沖濃縮跑道池微藻細胞的采收裝置，包括曝氣網(wǎng)、側(cè)面阻攔網(wǎng)、正面阻攔網(wǎng)和收集管；曝氣網(wǎng)前端面向水流方向，置于跑道池底部，其后端與正面阻攔網(wǎng)下部連接；曝氣網(wǎng)的兩個側(cè)面連接側(cè)面阻攔網(wǎng)，側(cè)面阻攔網(wǎng)與曝氣網(wǎng)形成藻液入口，收集管設置在正面阻攔網(wǎng)上端，收集管與跑道池的收集孔可拆卸連接。本實用新型與現(xiàn)有的藻細胞初步濃縮方式相比具有以下優(yōu)點：（1）本實用新型有效、實時的實現(xiàn)了藻細胞的初步濃縮，整個環(huán)節(jié)耗時很少，不會引起細菌滋生、生物量損失等問題。（2）本實用新型不會產(chǎn)生能耗，結(jié)構(gòu)簡單，方便組裝拆卸。（3）本實用新型成本低廉，易制造，效率高，有助于降低微藻規(guī)?；囵B(yǎng)的生產(chǎn)成本。
【IPC分類】C12M1/04, C12M1/00
【公開號】CN204803293
【申請?zhí)枴緾N201520516209
【發(fā)明人】潘克厚, 韓吉昌, 張琳, 王松, 李赟
【申請人】中國海洋大學
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年7月16日