一种用于制备固定化藻球的一体化装置的制作方法

本实用新型涉及一种固定化藻球制备装置，尤其是涉及一种用于制备固定化藻球的一体化装置。

背景技术：

微藻的固定化技术是在固定化细胞技术的基础上发展而来，它将光能营养型微藻进行固定，不仅为藻细胞提供了温和的环境，不易受敌害影响，运行可靠稳定；而且藻群容易控制，可反复使用，提高利用率；同时具有较高的藻细胞浓度；另外藻类的固定化有利于固液分离，便于藻的收获和综合利用。研究表明，藻类固定化技术中，载体凝胶可保护微藻细胞免受伤害，提高微藻细胞对一些胁迫条件的耐受性，同时微藻细胞可以在载体凝胶中正常生长，因此，藻类固定化技术可以增加微藻的生理代谢活性，提高微藻放氧量，使其对工业污水的净化效率比悬浮态微藻的净化效率相对要高。此外，藻类固定化技术还能够大大提高微藻对于重金属、有机物等污水中各项指标的富集、吸收、转化等多种作用，有效实现净化、改善污水水质的效果。

目前，常用的固定化藻珠制备方法多为滴落法。滴落法是将藻液与包埋剂均匀混合，混合液滴落入交联剂中，达到固定化的目的。如中国专利CN202542957U公开了一种制备固定化藻珠的装置，做好的藻胶混合液通过重力滴落到带有交联剂的容器中，该装置存在难以实现工业化生产等缺点。如中国专利ZL201620024311.6公开了一种固定化藻球的制备装置采用外置热水浴装置对装置进行消毒，需要对水进行提前加热，以及采用可调速隔膜泵传送，最后通过分散器挤压的方法，必然会增加固定化藻球的制作时间；此外没有将整个装置连接在一个封闭大容器内，必然会导致空气中的细菌的进入藻球中，从而得到劣质的固定化产品。因此，目前固定化藻珠制备存在机械化、自动化程度低，无法高效率工业化制备且密闭性差的问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种制作方便、操作简单及密闭性好，可实现自动化、工业化生产的用于制备固定化藻球的一体化装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于制备固定化藻球的一体化装置，包括上下一体连接的藻胶制备罐和藻胶固定罐，所述的藻胶制备罐与所述的藻胶固定罐之间通过能打开和关闭的载料台隔开，所述的藻胶制备罐上端设置有物料进口，所述的藻胶制备罐内通过中心轴轴向设置有三层搅拌器以及三层环形加热管，所述的搅拌器与所述的环形加热管间隔排列且每个所述的搅拌器的下方为一个所述的环形加热管，所述的藻胶固定罐内且位于所述的载料台的下方设置有呈倒圆台型的藻胶收集框，所述的藻胶收集框的底部设置有N个出料孔，所述的藻胶固定罐内且位于所述的出料孔的下方设置有至少一个能拆卸的圆形藻胶接收定型盘，所述的藻胶固定罐的侧壁设置有能打开和密封关闭的盘取放口，所述的藻胶固定罐的下方侧壁一体设置有固定液储存罐，所述的固定液储存罐与所述的藻胶固定罐之间设置有能打开和关闭的固定液进口。

第一层所述的搅拌器由一个平桨式搅拌器组成，第二层所述的搅拌器由对称设置的两个平桨式搅拌器组成，第三层所述的搅拌器由中间一个平桨式搅拌器和对称分布于两侧的两个平桨式搅拌器组成。从上到下依次提高搅拌力度。

所述的中心轴的顶部设置有轴接点。搅拌器在做快速旋转的同时，轴接点所述的环形加热管通过转轴与所述的藻胶制备罐的罐壁活动连接。环形加热管转动的同时对溶液进行圆周搅拌，提高了加热效率。

所述的藻胶制备罐的侧壁设置有分别用于控制所述的搅拌器开关、所述的环形加热管开关、所述的载料台开闭以及所述的固定液进口开闭的电源开关；或者所述的藻胶固定罐的侧壁设置有分别用于控制所述的搅拌器开关、所述的环形加热管开关、所述的载料台开闭以及所述的固定液进口开闭的电源开关。

所述的出料孔呈倒圆台形，所述的出料孔的上端面直径为2.5-3.5cm且其下端面直径为1.5-2.4cm，高度为0.3-0.7cm。使藻液能够较缓慢的流下，当藻液的浓度改变时，可适当改变孔上下端面的大小。

所述的藻胶接收定型盘上设置有用于形成藻球形状的模板。用途为接受藻液可形成特定的形状，长方形，圆形等。

所述的藻胶固定罐的下部内壁纵向以及横向分别均布有若干个卡槽，所述的藻胶接收定型盘的侧壁设置有与所述的卡槽配合使用的卡子，所述的卡子固定卡嵌在所述的卡槽中。

所述的藻胶接收定型盘的直径大小位于所述的藻胶收集框的下底直径与上底直径之间，上下相邻的所述的卡子的间距为1.5-2.5cm，左右相邻的所述的卡子的间距为12-20cm。

所述的固定液进口位于所述的固定液储存罐的底部且所述的固定液储存罐高出最上端所述的藻胶接收定型盘，所述的盘取放口位于最上端所述的藻胶接收定型盘与所述的藻胶收集框之间。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、该装置固定化溶液制备采用3层搅拌器和3层环形加热管，大大缩短了海藻酸钠溶解需要的时间，同时还可将海藻酸钠溶液进行灭菌；整个固定化操作过程是连续自动化的，从而节省了大量的人力和时间，尤其适用于包埋法和交联法的藻胶固定化制备。

2、藻胶制备罐与藻胶固定罐之间设置能打开和关闭的载料台，既减少了藻胶在转移过程中浪费，又使整个装置与外界隔离，防止了细菌等物质的进入，提高了固定化藻球的质量。

3、藻胶固定罐中设置若干层藻胶接收定型盘，可提高藻球固定的效率，藻胶接收定型盘中的模板的使用使得到的藻球为恒定的形状（模具也可以设置成任意形状），有利于工业化的批量化生产。

4、固定液储存罐与藻胶固定罐之间设置有能打开和关闭的固定液进口，固定液从藻胶接收定型盘下部进入可以减少液体的冲刷对藻球形状的影响，从而得到形状较美观的藻球。

5、藻胶固定罐与藻胶接收定型盘之间的卡子和卡槽，有利于在藻胶在固定液中平稳的浸泡，也有利于藻胶接收定型盘的取放。

6、该装置在固定化过程中，藻胶制备罐中可添加不同原料，广泛应用于各种细胞的固定化，且生物成活率高的产品。

附图说明

图1为本实用新型一体化装置的结构示意图；

图2为本实用新型出料口放大结构示意图；

图3为本实用新型藻胶接收定型盘结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

具体实施例

一种用于制备固定化藻球的一体化装置，如图1所示，包括上下一体连接的藻胶制备罐1和藻胶固定罐2，藻胶制备罐1与藻胶固定罐2之间通过能打开和关闭的载料台3隔开，藻胶制备罐1上端设置有物料进口4，藻胶制备罐1内通过中心轴5轴向设置有三层搅拌器6以及三层环形加热管7，搅拌器6与环形加热管7间隔排列且每个搅拌器6的下方为一个环形加热管7，藻胶固定罐2内且位于载料台3的下方设置有呈倒圆台型的藻胶收集框8，藻胶收集框8的底部设置有N个出料孔9，藻胶固定罐2内且位于出料孔9的下方设置有至少一个能拆卸的圆形藻胶接收定型盘10，藻胶固定罐2的侧壁设置有能打开和密封关闭的盘取放口11，藻胶固定罐2的下方侧壁一体设置有固定液储存罐12，固定液储存罐12与藻胶固定罐2之间设置有能打开和关闭的固定液进口13。

在此具体实施例中，如图1所示，第一层所搅拌器6由一个平桨式搅拌器组成，第二层搅拌器6由对称设置的两个平桨式搅拌器组成，第三层搅拌器6由中间一个平桨式搅拌器和对称分布于两侧的两个平桨式搅拌器组成。中心轴5的顶部设置有轴接点19。环形加热管7通过转轴14与藻胶制备罐1的罐壁活动连接。藻胶制备罐1（或者藻胶固定罐2）的侧壁设置有分别用于控制搅拌器6开关、环形加热管7开关、载料台3开闭以及固定液进口13开闭的电源开关15。

在此具体实施例中，如图2所示，出料孔9呈倒圆台形，出料孔9的上端面直径为2.5-3.5cm且其下端面直径为1.5-2.4cm，高度为0.3-0.7cm.。

在此具体实施例中，如图3所示，藻胶接收定型盘10上设置有用于形成藻球形状的模板（图中未显示）；藻胶固定罐2的下部内壁纵向以及横向分别均布有若干个卡槽16，藻胶接收定型盘10的侧壁设置有与卡槽16配合使用的卡子17，卡子17固定卡嵌在卡槽16中。藻胶接收定型盘10的直径大小位于藻胶收集框8的下底直径与上底直径之间，上下相邻的卡子17的间距为1.5-2.5cm，左右相邻的卡子17的间距为12-20cm。

在此具体实施例中，固定液进口13位于固定液储存罐12的底部且固定液储存罐12高出最上端藻胶接收定型盘10，盘取放口11位于最上端藻胶接收定型盘10与藻胶收集框8之间。藻胶接收定型盘10材质为有机玻璃。藻胶制备罐1、藻胶固定罐2、载料台3、藻胶收集框8、出料口9、模板（图中未显示）以及固定液储存罐优选不锈钢材质。

工作过程：打开藻胶制备罐1上端的物料进口4，加入合适比例的消毒水和海藻酸钠粉末至藻胶制备罐1，打开3层搅拌器6和3层环形加热管7的电源开关15，海藻酸钠溶解完全关闭3层环形加热管7的电源开关15，待海藻酸钠溶液冷却至室温后按一定比例加入藻液，利用3层搅拌器7搅拌使藻液与海藻酸钠溶液混合均匀形成藻胶混合液，打开载料台3，使藻胶混合液通过藻胶收集框8的出料孔9滴在藻胶接收定型盘10上，待藻胶接收定型盘10有1 cm左右时，及时关闭载料台3，往上冲卡槽16中插入新的藻胶接收定型盘10，重复以上操作。加完4个藻胶接收定型盘10，关闭载料台3，打开固定液进口13，从固定液储存罐12底部通入质量分数2.5%的CaCl₂溶液，藻球可与CaCl₂溶液在藻胶固定罐2内进行固定化反应，10分钟后，打开盘取放口11，依次取出藻胶接收定型盘10，将藻胶接收定型盘10里的物料倒入固定液储存装置12中加固2小时，全部藻球去完后，再将藻胶接收定型盘10放入藻胶固定罐2中继续接受藻液，重复接受藻液固定10分钟，取出藻胶接收定型盘10，取出物料倒入固定液储存装置12中加固，再装回藻胶固定罐2中直至藻胶用完，固定化结束后取出固定液储存装置12，倒出固定化好的藻球和CaCl₂溶液，进消毒水清洗后的固定化藻球可直接使用。藻胶制作完成，可向藻胶制备罐1注入清水，打开搅拌器6对藻胶制备罐1进行清洗，必要时可借助其他刷子工具进行清洗。

上述实施例是对本实用新型的进一步说明，但本实用新型的保护范围以权利要求书为准。