本实用新型属于微藻浮选技术领域，尤其是涉及一种基于微藻表面特性的微藻浮选效率预测装置。
背景技术：
现如今经济飞速发展，能源需求不断增加，化石燃料将无法满足人类的正常需求，开发可持续生产的化石代替燃料成为未来能源发展的主导方向。能源微藻制取生物柴油，作为一种新兴的生物质产业，过去十年得到了广泛持续的关注，成为生物能源领域的研究热点。藻类作为一种重要的可再生资源，具有分布广、生物量大、光合效率高、环境适应能力强、生长周期短、油脂含量高和环境友好等突出特点。藻类尤其是微型藻类将会成为提供新能源和新资源的重要生物质。据研究，在微藻产业链中浮选环节所消耗的成本占整个生产成本的20％～30％，大规模低能耗高效经济连续浮选己成为微藻的工业应用的重要环节，因此研究和发展新型分离方法与技术，降低浮选成本与能耗，提高微藻产品品质以适应微藻产业化发展的要求压迫在眉捷。
微藻浮选过程中，微藻与气泡的粘附能力，是决定微藻浮选效率的关键，而微藻的粘附能力是由其表面自由能决定的。对于亲水性的微藻，由于在气泡与水之间更容易与水相互粘附，因此，直接进行浮选效果是很差的，需要添加合适的浮选剂改变其微藻表面自由能，使微藻更容易与气泡粘附，获得较高的浮选效率。但是，目前还没有基于微藻表面特性的微藻浮选效率预测装置，对微藻表面自由能和浮选效率之间的关系进行预测，从而准确、可靠地预测微藻在不同表面自由能下的浮选效率为微藻浮选条件提供依据。因此需要一种操作简便、实现方便且使用效果好的基于微藻表面特性的微藻浮选效率预测装置，能够预测浮选效率和微藻表面自由能之间的关系，准确、可靠地预测微藻在不同表面自由能下的浮选效率，为微藻浮选工业中快速选择高效率浮选条件提供依据。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于微藻表面特性的微藻浮选效率预测装置，其结构简单、设计合理、操作简便且使用效果好，能够预测浮选效率和微藻表面自由能之间的关系，且准确、可靠地预测微藻在不同表面自由能下的浮选效率，为微藻浮选工业中快速选择高效率浮选条件提供依据。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于微藻表面特性的微藻浮选效率预测装置，其特征在于：包括控制器、对微藻和探测液接触角进行检测的接触角检测模块和对微藻Zeta电位进行检测的Zeta电位测量仪，以及与控制器相接的数据处理设备，所述控制器的输入端接有定时器、对浮选槽充气流量进行实时检测的空气流量计和对微藻液的PH值进行检测的PH检测计，所述控制器的输出端接有显示器、对微藻液进行搅拌的搅拌模块和对微藻液进行离心处理的离心模块，所述接触角检测模块包括采集微藻探测液测定样本图像的摄像机和与摄像机输出端相接的图像采集模块，所述图像采集模块与控制器相接。
上述的一种基于微藻表面特性的微藻浮选效率预测装置，其特征在于：还包括存储器和参数设置模块，所述存储器和参数设置模块均与控制器相接。
上述的一种基于微藻表面特性的微藻浮选效率预测装置，其特征在于：所述数据处理设备为计算机，所述计算机通过数据通信模块和控制器进行双向通信。
上述的一种基于微藻表面特性的微藻浮选效率预测装置，其特征在于：所述Zeta电位测量仪包括用于产生激光的激光发生装置和用于检测微藻Zeta电位的探测针。
上述的一种基于微藻表面特性的微藻浮选效率预测装置，其特征在于：所述数据通信模块为RS232串口通信接口电路或者RS485串口通信接口电路。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、所采用的微藻浮选效率预测装置结构简单、设计合理且投入成本较低、且安装布设方便。
2、所采用的微藻浮选效率预测装置功能全面，通过设置接触角检测模块对微藻和探测液接触角进行检测，经过数据处理设备得到微藻表面自由能，通过设置Zeta电位测量仪对微藻Zeta电位进行检测，并根据微藻Zeta电位选择浮选剂，通过设置PH检测计，可检测微藻液的PH值，通过设置离心模块实现微藻液的离心处理，便于微藻和探测液接触角的检测；通过设置搅拌模块实现微藻液的搅拌避免微藻沉淀，通过设置空气流量计对所述浮选槽的充气流量进行实时检测，保证浮选槽的充气流量满足要求，保证微藻的浮选效果；通过设置定时器保证摄像机采集设定时间的微藻探测液测定样本图像，避免探测液刚滴在藻坪上的抖动，又能避免探测液重力的影响，提高微藻和探测液接触角的检测准确性。
3、所采用的微藻浮选效率预测装置操作简便，通过摄像机对微藻探测液测定样本图像进行实时采集，通过数据采集模块和控制器发送至所述数据处理设备进行处理，得到微藻和探测液接触角，根据微藻和探测液接触角得到微藻表面自由能，通过微藻浮选得到浮选效率，从而能够预测浮选效率和微藻表面自由能之间的关系，为微藻浮选工业中快速选择高效率浮选条件提供依据。
4、所采用的微藻浮选效率预测装置，能对微藻液的PH值和充气流量进行实时检测，且能够对搅拌模块的搅拌时间、离心处理的转速和离心处理的时间进行实时控制，实现对微藻浮选效率预测装置的智能控制，最大程度地满足操作需求。
综上所述，本实用新型结构简单、设计合理、操作简便且使用效果好，能够预测浮选效率和微藻表面自由能之间的关系，准确、可靠地预测微藻在不同表面自由能下的浮选效率，为微藻浮选工业中快速选择高效率浮选条件提供依据。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理框图。
附图标记说明:
1—控制器； 2—空气流量计； 3—摄像机；
4—图像采集模块； 5—Zeta电位测量仪； 6—定时器；
7—搅拌模块； 8—显示器； 9—存储器；
10—参数设置模块； 11—离心模块； 12—数据通信模块；
13—计算机； 14—PH检测计。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括控制器1、对微藻和探测液接触角进行检测的接触角检测模块和对微藻Zeta电位进行检测的Zeta电位测量仪5，以及与控制器1相接的数据处理设备，所述控制器1的输入端接有定时器6、对浮选槽充气流量进行实时检测的空气流量计2和对微藻液的PH值进行检测的PH检测计14，所述控制器1的输出端接有对微藻液进行搅拌的搅拌模块7、对微藻液进行离心处理的离心模块11和显示器8，所述接触角检测模块包括采集微藻探测液测定样本图像的摄像机3和与摄像机3输出端相接的图像采集模块4，所述图像采集模块4与控制器1相接。
本实施例中，还包括存储器9和参数设置模块10，所述存储器9和参数设置模块10均与控制器1相接。
本实施例中，其特征在于：所述数据处理设备为计算机13，所述计算机13通过数据通信模块12和控制器1进行双向通信。
本实施例中，所述Zeta电位测量仪5包括用于产生激光的激光发生装置和用于检测微藻Zeta电位的探测针。
本实施例中，所述数据通信模块12为RS232串口通信接口电路或者RS485串口通信接口电路。
本实施例中，所述探测液包括去离子水、乙二醇和二碘甲烷。
本实用新型具体实施时，通过参数设置模块10预先设定充气流量设定值、离心转动速度、离心处理时间和搅拌时间，将微藻液用去离子水洗涤两次，再向洗涤后的微藻液中加入HCL溶液或者NaOH溶液，通过PH检测计14对洗涤后的微藻液的PH值进行实时检测并将检测到的洗涤后的微藻液PH值发送至控制器1，使洗涤后的微藻液的PH值为5～10，得到待处理微藻液；再将待处理微藻液放入盛有去离子水的离心杯中，将离心杯置入离心模块11进行离心处理，且使离心模块11满足预先设定的离心转动速度和离心处理时间，得到离心处理后的待处理微藻液，然后将待处理微藻液制成藻坪，采用所述注射器将探测液滴在制成的藻坪上，得到微藻探测液测定样本，当达到定时器6设定的时间时，摄像机3对微藻探测液测定样本的图像进行采集，并将采集到的微藻探测液测定样本图像通过数据采集模块4和控制器1发送至所述数据处理设备进行处理，所述数据处理设备经过处理得到微藻和探测液接触角，并将检测到的微藻和探测液接触角发送至控制器1，且通过显示器8对微藻和探测液接触角进行同步显示，通过改变探测液和微藻液的PH值，从而获得多个微藻和探测液接触角，控制器1将接收到的多个微藻和探测液接触角通过数据通信模块12发送至计算机13，经过计算机13处理得到微藻液的不同PH值时微藻表面自由能。
Zeta电位测量仪5对微藻Zeta电位进行检测，并将检测到的微藻Zeta电位发送至控制器1，同时通过显示器8对微藻Zeta电位进行同步显示，并根据微藻Zeta电位选择浮选剂十六烷基三甲基溴化铵，将微藻液放入搅拌模块7按照预先设定的搅拌时间进行搅拌后并放入浮选槽中，再向所述浮选槽中添加HCL溶液或者NaOH溶液，通过PH检测计14对所述浮选槽中微藻液的PH值进行实时检测并将检测到的所述浮选槽中微藻液的PH值发送至控制器1，使所述浮选槽中微藻液的PH值为5～10，然后向所述浮选槽中添加浮选剂十六烷基三甲基溴化铵，调节所述浮选槽转动进行搅拌后向所述浮选槽充气，通过空气流量计2对充气流量进行实时检测并将检测到的充气流量发送至控制器1，使所述浮选槽的充气流量满足充气流量设定值，边搅拌边充气进行浮选，经过计算机13的处理得到浮选效率，通过改变所述浮选槽中微藻液的PH值，从而获得多个浮选效率，最后计算机13将得到的多个微藻表面自由能和多个浮选效率进行处理，得到微藻表面自由能和浮选效率之间的关系曲线和表达式，因此，能够预测浮选效率和微藻表面自由能之间的关系，且准确、可靠地预测微藻在不同表面自由能下的浮选效率，为微藻浮选工业中快速选择高效率浮选条件提供依据。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。