本实用新型涉及生物制品加工领域，具体为一种精密低温浓缩仪。
背景技术：
很多溶液经过了一系列的配置、合成、分离提取和层析等工艺会导致样品的稀释，而许多分析和研究都需要高浓度或高纯度的样品，在高精度的封装也需要对溶液浓度进行控制，因此溶液的样品浓缩至关重要。而在生物制品中，蛋白质浓缩技术属于生物大分子的浓缩技术，目的是利用物理或化学的方法，除去蛋白质溶液中的水分、离子和其它小分子物质，使单位体积内的蛋白质浓度大幅度提高。蛋白质样品经过一系列的分离提取和层析会导致样品的稀释，而许多分析和研究都需要高浓度或高纯度的样品，所以蛋白质样品的浓缩至关重要。蛋白质浓缩技术主要有透析袋浓缩法、冷冻干燥浓缩法、吹干浓缩法、超滤膜浓缩法、凝胶浓缩法等。而这些方法成本高、低效并且精度控制难度大，因此本实用新型专利提出了一种高效底成本的设备及工艺方法。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题是：提供了一种结构简单、工艺简洁且具有高效浓缩效果的一种精密低温浓缩仪。
本实用新型要解决的技术问题的技术方案是：
一种精密低温浓缩仪，其特征在于：包括浓缩仓体主体、设于浓缩仓体主体内部的称重装置、设于称重装置上部的溶液容器、搅拌装置、凝水装置、溶液温控装置以及控制器。所述浓缩仓体主体包括筒状的罩体、封堵罩体下、上端的底板、盖板，所述盖板上部设有环控通孔、温控通孔。所述凝水装置包括导热块、与导热块上部紧密连接的制冷装置，所述导热块的下部穿过环控通孔插入浓缩仓体主体内部，所述导热块的中部设有上下贯通的抽气孔。所述溶液温控装置包括导热盖板、导热柱、制热装置，所述导热盖板盖设在温控通孔的上部，所述导热柱与导热盖板的下部固定连接，所述制热装置设于导热盖板的上部。所述称重装置放置在底板的上部，所述溶液容器设于称重装置的上部，所述导热柱的下端延伸至溶液容器的底部。所述搅拌装置包括磁力搅拌器主体和磁力搅拌棒，所述磁力搅拌器主体设于底板的下部，并且磁力搅拌器主体与溶液容器上下重合，所述磁力搅拌棒放置在溶液容器的内部。所述浓缩仓体主体内部设有第一、二温度传感器，所述第一温度传感器与导热块紧密贴合，所述第二温度传感器设于溶液容器的内部。所述控制器与第一、二温度传感器电气连接，所述制冷装置、制热装置和控制器电气连接或者通过外部控制装置与电源电气连接。
更好的，所述底板为矩形板，所述底板的四周设有均匀分布的螺管，所述底板的底部设有底座，所述底座包括圆台以及设于圆台上部的调整螺柱，所述调整螺柱与螺管的底部螺接连接。所述底板上部设有环形的下插槽。所述盖板为矩形板，所述盖板的四周设有均匀分布的紧固孔，紧固孔的数量与螺管的数量相同，并且与螺管在上下方向一一对应。所述紧固孔内部设有螺丝，所述螺丝与螺管的上部螺接连接。所述盖板的下部设有环形的上插槽。所述罩体的上端、下端分别插接在上插槽、下插槽内部。
更好的，所述称重装置包括压力传感器、设于压力传感器上部的托盘，所述压力传感器放置在底板的上部，所述溶液容器设于托盘的上部。所述托盘上部设有容器承载槽，托盘的下部设有传感器支撑槽。所述传感器支撑槽的数量与压力传感器的数量相同，并且均匀分布在容器承载槽的外围。所述压力传感器和控制器电气连接。
更好的，所述制冷装置包括半导体制冷片和换热器。所述半导体制冷片的制冷面与导热块紧密贴合且固定连接，所述半导体制冷片的制热面和换热器紧密贴合且固定连接。所述半导体制冷片和控制器电气连接，或者外部控制装置与直流电源电气连接。所述换热器包括导热材料制成的换热器壳体以及设置在换热器壳体内部的流道，设置在换热器壳体上的流道的出入口。
更好的，所述制热装置为半导体制冷片，所述半导体制冷片的制热面与导热盖板紧密贴合且固定连接，所述半导体制冷片通过开关与直流电源电气连接。
更好的，所述制热装置包括导热材料制成的制热壳体以及设置在制热壳体内部的流道，设置在制热壳体上的流道的出入口。
更好的，所述凝水装置的上部设有法兰管，所述法兰管的下端与抽气孔的上端密封连接。
更好的，所述导热块为阶梯柱体，导热块上部的截面面积大于导热块下部的截面面积，并且导热块下部的截面形状与环控通孔的截面形状相同，导热块下部插接在环控通孔内部并延伸到浓缩仓体主体的内部。
更好的，所述浓缩仓体主体内部还设有捕霜器，所述捕霜器为片状，捕霜器与导热块固定连接，并且第一温度探头与捕霜器紧密贴合。
一种精密低温浓缩仪的工作方法，其特征在于：应用本实用新型实现溶液浓缩的方法包括以下步骤：
步骤1、取下导热盖板，将溶液加入到溶液容器内部，之后盖上导热盖板。
步骤2、启动搅拌装置，并通过称重装置实时查看溶液容器的质量。
步骤3、将换热器与循环冷却液连接，将抽气孔与真空泵连接。
步骤4、将制热装置接通电源，用以给溶液容器内部的溶液保持工艺所要求的温度，具体为，通过控制器查看第一温度传感器检测到的溶液温度，并通过接通和断开制热装置的直流电源保持溶液在工艺所要求的温度范围内。
步骤5、将制冷装置的半导体制冷片与直流电源接通，用以给浓缩仓体主体内部进行降温，通过控制器查看第二温度传感器检测到的导热块的温度，达到工艺要求的特定温度时，真空泵对浓缩仓体主体内部进行抽真空，并通过负压表查看浓缩仓体主体内部负压值，并保持在工艺设定的负压值。
步骤6、通过称重装置检测溶液容器的质量，达到浓缩要求的质量时，关闭真空泵，关闭制冷装置、制热装置、搅拌装置，取出溶液容器得到目标浓度的最终溶液。
本实用新型的有益效果为：
1、具有结构简单，便于小批量试验用的有益效果；
2、具有有效保持生物制品活性的有益效果；
3、工艺简单，便于操作。
附图说明
图1是本实用新型一种实施例的示意图，
图2是本实用新型一种实施例的剖视图，
图3是本实用新型一种实施例的换热器的示意图，
图4是本实用新型一种实施例中控制器的安装示意图，
图5是本实用新型一种实施例温度传感器的安装示意图,
图6是本实用新型一种实施例浓缩仓体主体的零件图。
图中：
522、换热器；521、半导体制冷片；221、容器承载槽；222、传感器支撑槽；111、下插槽；124、上插槽；123、紧固孔；160、底座；150、螺管；142、第二温度传感器；141、第一温度传感器；420、磁力搅拌棒；410、磁力搅拌器主体；630、制热装置；620、导热柱；610、导热盖板；511、抽气孔；520、制冷装置；510、导热块；122、温控通孔；121、环控通孔；130、罩体；120、盖板；110、底板；700、控制器；600、溶液温控装置；500、凝水装置；400、搅拌装置；300、溶液容器；200、称重装置；100、浓缩仓体主体；100、浓缩仓体主体；
具体实施方式
为使本实用新型的技术方案和有益效果更加清楚，下面对本实用新型的实施方式做进一步的详细解释。
如图1和图2所示，该实用新型为一种精密低温浓缩仪，包括浓缩仓体主体100、设于浓缩仓体主体100内部的称重装置200、设于称重装置200上部的溶液容器300、搅拌装置400、凝水装置500、溶液温控装置600以及控制器700。浓缩仓体主体100用以产生低温低压的冻干环境。称重装置200用以实现对溶液容器300内部溶液进行称重，以确定浓缩溶液的浓度的确定。搅拌装置400、溶液温控装置600用以保证浓缩溶液处于恒定的温度以保持生物制品的活性。凝水装置500用以改变浓缩仓体主体100内部的温度和气压。控制器700用以测量浓缩仓体主体100内部的温度以及溶液容器300内部的溶液的温度。
浓缩仓体主体100包括筒状的罩体130、封堵罩体130下部的底板110、封堵罩体130上部的盖板120。盖板120上部设有环控通孔121、温控通孔122。
罩体130为筒状，其可以为圆形筒状或者非圆形筒状。下部的底板110和上部的盖板120和罩体130的下端和上端密封连接。底板110可以为矩形板或者圆形板，盖板120的主体形状同样可以为矩形板或者圆形板或者与底板110的主体的形状相同。
更好的，为了增加稳定性和密封性，底板110、盖板120和罩体130采用压紧密封连接的方式。
如图1所示，在本实用新型中，底板110设置为矩形板，底板110的四周设有均匀分布的螺管150，螺管150的长度方向与底板110所在平面垂直，并且螺管与底板110固定连接。螺管150可以和底板110的边缘固定连接，或者在底板110的边缘开设固定孔，螺管150与固定孔固定连接。
为了实现与螺管150的连接，在盖板120的四周设有均匀分布的紧固孔123。紧固孔123的数量与螺管的数量相同，并且在上下方向上一一对应、上下重合。紧固孔123内部设有螺丝，螺丝穿过紧固孔123与螺管150的上端孔螺接连接。
为了便于支撑，以便给磁力搅拌装置预留放置空间，在底板110的下部设置了底座160。为了便于调节高度，底座160包括圆台以及设置于圆台上部的调整螺柱，调整螺柱与螺管150螺接连接，可以实现高度的调节，同时可以通过调节底座高度保证底板110的水平。
如图6所示，为了实现与罩体的插接，底板110的上部设有环形的下插槽111，盖板120的下部设有环形的上插槽124，上、下插槽124、111轮廓的形状与罩体130截面轮廓的形状相同。并且上、下插槽124、111的宽度等于罩体130的壁厚或者略大于罩体130的壁厚。罩体130的上端和下端分别插接在上插槽124和下插槽111的内部。更好的，为了实现密封，上、下插槽124、111的槽底可放置橡胶垫。在罩体130和底板110、盖板120插接好之后，将盖板120的紧固孔123与螺管150对齐，然后拧入螺丝，通过螺丝实现三者之间的压紧和密封。
更好的，为了更好的看到浓缩仓体主体100内部的溶液浓缩情况，罩体130采用透明材料制成。
环控通孔121用以安装凝水装置500，以此控制浓缩仓体主体100内部的温度和气压。温控通孔122作为取放溶液容器300的出入口，同时用以放置溶液温控装置600。
凝水装置500包括导热块510、与导热块510上部紧密连接的制冷装置520。导热块510主体形状为柱体。导热块510的下部穿过环控通孔121插入浓缩仓体主体100内部，所述导热块510的中部设有抽气孔511。抽气孔511用以连接外部负压气源。
更好的，为了便于与外部负压源元连接，凝水装置500的上部设有法兰管550，所述法兰管550的下端与抽气孔511的上端密封连接。
或者导热块510的主体形状为阶梯柱体，导热块510的上部的柱体的外径大于导热块510下部的柱体的外径，并且导热块510下部的截面形状与环控通孔121的截面形状相同。导热块510的下部插接在环控通孔121中，为了实现密封，导热块510的下部套设有密封圈。导热块510的下部插接入环控通孔121内部之后，密封圈夹设在导热块510与盖板120之间实现密封。制冷装置520和导热块510紧密连接，用以实现对浓缩仓体主体100内部的降温，以及实现捕霜。制冷装置520常见的设备有压缩机制冷设备，如果本实用新型采用压缩机制冷设备，制冷装置520的制冷机构和导热块510紧密连接。更好的，为了实现捕霜，达到更低的温度，制冷装置52采用半导体制冷的方式。制冷装置520包括半导体制冷片521和换热器522。半导体制冷片521的制冷面与导热块510紧密贴合且固定连接，半导体制冷片521的制热面和换热器522紧密贴合且固定连接。半导体制冷片521通过开关与直流电源电气连接，或者与控制器700电气连接。换热器522用以实现对半导体制冷片521的散热。如图3所示，换热器522包括导热材料制成的换热器壳体以及设置在换热器壳体内部的流道，设置在换热器壳体上的流道的出入口。半导体制冷片521为一种半导体材料，在通过直流电的情况下，会将热量从一个侧面转移到另一个侧面，进而实现制冷或者制热。
更好的，为了增加捕霜效果，凝水装置500还包括捕霜器530。捕霜器530为片状，捕霜器530与导热块510固定连接。
溶液温控装置600包括导热盖板610、导热柱620、制热装置630。导热盖板610盖设在温控通孔122的上部，更好的，为了增加密封效果，导热盖板610的下部设有密封圈。密封圈用以填充导热盖板610与盖板120之间的缝隙以达到更好的密封效果。导热柱620与导热盖板610的下部固定连接。制热装置630设于导热盖板610的上部。制热装置630产生的热量通过导热盖板610和导热柱620传递给溶液，以保持溶液的温度。
更好的，制热装置630为半导体制冷片。半导体制冷片的制热面与导热盖板610紧密贴合且固定连接。半导体制冷片通过开关与直流电源电气连接，或者半导体制冷片和控制器电气连接。
更好的，制热装置630包括导热材料制成的制热壳体以及设置在制热壳体内部的流道，设置在制热壳体上的流道的出入口。制热装置630与外部的循环热源连接。
由于本实用新型负压环境为非真空环境，因此在负压源运行之后，在大气压力的作用下，导热盖板620、导热块510与盖板120之间的密封圈在大气压力作用下使两者紧密贴合实现密封。除此之外，导热盖板620以及导热块510可以与温控通孔122以及环控通孔121通过螺接的方式连接。即导热盖板620以及导热块510的外周设有螺纹，温控通孔122以及环控通孔121设有与之匹配的螺纹，两者通过螺接连接，并且将密封圈挤压密封。更好的，在这种情况下，导热盖板620以及导热块510可以设置便于手动操作的把手。
称重装置200用以检测溶液容器300的质量，以确定浓缩结果。称重装置200放置在底板110的上部。溶液容器300设于称重装置200的上部。导热柱620的下端延伸至溶液容器300的底部。称重装置200可以为生活中常用的台秤。
导热柱620用以实现保温，搅拌装置400用以实现溶液的均匀受热、防止冻结。由于浓缩仓体主体100在工作状态下未密封状态，因此不适于利用搅拌棒搅拌，因此，搅拌装置400包括磁力搅拌器主体410和磁力搅拌棒420。磁力搅拌器主体410设于底板110的下部，并且磁力搅拌器主体410与溶液容器300上下重合。磁力搅拌棒420放置在溶液容器300的底部。磁力搅拌器是一种常见的搅拌设备，在此不再详细描述。
更好的，为了减少称重装置200对磁力搅拌的影响，称重装置200包括压力传感器210、设于压力传感器210上部的托盘220压力传感器210放置在底板110的上部，压力传感器210和底板110固定连接。溶液容器300设于托盘220的上部，托盘220采用非导磁材料制成，常见的，可以采用塑料、木材、橡胶等。
为了使磁力搅拌棒420与磁力搅拌器主体410靠的更近，托盘220上部设有容器承载槽221，托盘220的下部设有传感器支撑槽222。传感器支撑槽222的数量与压力传感器210的数量相同，并且均匀分布在容器承载槽221的外围，压力传感器210和控制器700电气连接。
另外，为了使磁力搅拌棒420与磁力搅拌器主体410靠的更近，底板110上部放置托盘的位置可以设置凹槽。
如图5所示，为了检测浓缩仓体主体100的温度，浓缩仓体主体100内部设有第一、二温度传感器141、142。第一温度传感器141设于溶液容器300的外部并且与导热块510紧密贴合，或者与捕霜器530紧密贴合。第二温度传感器142设于溶液容器300的内部，控制器700与第一、二温度传感器141、142电气连接。第一、二温度传感器141、142的信号引线穿过盖板120引出，可在盖板120上设置出线孔，并对插接有导线的出线孔做密封处理。其中制冷装置520和制热装置630可以与外部直流电源通过开关连接，同样可以与控制器700电气连接。
如果控制器仅连接两个温度传感器，则控制器700可为数显温控器。如果需要对凝水装置500以及溶液温控装置600进行自动控制，控制器可采用单片机或嵌入式系统构成的控制装置，或者采用plc控制器实现。上述控制器700一般包括电源模块、处理器芯片、驱动模块、人机界面模块等。本实用新型中，控制器700可以设置在本实用新型底板110或者盖板120上部，同样可以作为独立元件通过导线与第一、二温度传感器电气连接。
应用本实用新型实现溶液浓缩的方法包括以下步骤：
步骤1、取下导热盖板610，将溶液加入到溶液容器300内部，之后盖上导热盖板610。本实用新型中导热盖板610盖设在温控通孔122的上部，因此需要进行溶液浓缩的时候需要打开导热盖板610将溶液加入溶液容器300内部。作为常识，每种溶液的成分不同，因此在使用之前以及使用之后，溶液容器300必须进行清洗或者消毒。在本实用新型中，溶液容器300可以利用其它容器，或者可将其它盛溶液的容器放在本实用新型的浓缩仓体主体100内部，作为溶液容器300。
步骤2、启动搅拌装置400，并通过称重装置200实时查看溶液容器300的质量。如果称重装置200为台秤，则可以直接读取重量值。如果称重装置200通过本实用新型中托盘220和压力传感器210制成，则需要通过控制器700对称重装置200检测的压力信号变换为重量的数值信号。
步骤3、将换热器522与循环冷却液连接，将抽气孔511或者法兰管550与真空泵连接。换热器522用以给半导体制冷片521进行散热。法兰管560或者抽气孔511与真空气泵连接，用以在浓缩仓体主体100的内部产生低压环境。
步骤4、将制热装置630接通电源，用以给溶液容器300内部的溶液保持在工艺温度，具体为：通过控制器700查看第一温度传感器141检测到的溶液温度，并通过接通和断开制热装置630的直流电源保持溶液在设定的温度。如果制热装置630与本实用新型中的控制器700电气连接，可以通过程序控制来控制制热装置接通和断开电源，进而使溶液温度保持在一个恒定状态。每种溶液在浓缩的过程中需要保持活性就有特定的工艺温度，并且每一种溶液的工艺温度都不同。
步骤5、将制冷装置520的半导体制冷片521与直流电源接通，用以给浓缩仓体主体100内部进行降温。通过控制器700查看第二温度传感器142检测到导热块510或者捕霜器530的温度。达到工艺要求的特定温度时，真空泵对浓缩仓体主体100内部进行抽真空，并通过负压表查看浓缩仓体主体100内部负压值，并保持在稳定的负压值，负压值的具体指根据工艺要求设定。如果制冷装置520与本实用新型中的控制器700电气连接，可以通过程序控制来控制制冷装置520接通和断开电源，并在浓缩仓体主体100的温度达到工艺要求的温度时提示启动负压气泵。
步骤6、通过称重装置200检测溶液容器300的质量或者通过控制器700查看压力传感器210检测到的质量，当溶液容器300内部的溶液达到浓缩要求的质量时，关闭真空泵，关闭制冷装置520、制热装置630、搅拌装置400，取出溶液容器300得到目标浓度的最终溶液。
由于在浓缩的过程中，溶液的温度可以恒定的保持在生物制品保持活性的温度范围内，并且通过搅拌，使溶液不至于结晶，避免了水结晶时产生的尖锐冰碴破坏生物制品。同时，由于真空环境以及具有捕霜结构，溶液散发出的水分被凝结在捕霜器上部，进而实现溶液中水分的分离达到浓缩效果。
综上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型的范围，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，凡依本实用新型的要求范围所述的形状、构造、特征及精神所谓的均等变化与修饰，均应包括与本实用新型的权利要求范围内。