坦的内表面可通过多个伸出部分40(图9和图10)形成。
[0093]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。
[0094]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 ο
[0095]离心装置的操作:
[0096]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。
[0097]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。
[0098]离心板的涂层性质:
[0099]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1200gfo
[0100]如图4中所示，离心板的涂覆工序包含:
[0101]?检验:检查待涂覆的部件的量、材料及表面状况。
[0102]籲清洗: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。
[0103]籲预处理: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。
[0104]?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。
[0105]籲涂覆: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。
[0106]籲涂覆顺序:充当不锈钢表面上的底涂剂的聚氯乙稀，接着1:9的聚氯乙稀/芳香族杂环聚酰亚胺。
_7] 聚合物混合物粘附性质:
[0108]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。
[0109]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。
[0110]微/纳米讨滤:
[0111]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I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。
[0112]扰流器及聚合物涂层:
[0113]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。
[0114]参考图1la和图1lb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。
[0115]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。
[0116]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。
[0117]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。
[0118]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。
[0119]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I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。
[0120]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。
[0121]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。
[0122]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。
【主权项】
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I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 1200gfo10.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。
【专利摘要】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。
【IPC分类】B01D36/04, B04B5/00, B04B7/00
【公开号】CN204672451
【申请号】CN201520386764
【发明人】潘颖禧, 罗刚, 钟翔东, 谢东宁
【申请人】箔灂浰生化研究有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月4日
【公告号】US20150353865