專利名稱：用于收集微藻的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及微藻的生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于收集微藻的裝置。
背景技術(shù)：
在微藻的收集過程中，如何高效、快速并且低成本的收集微藻是一個世界 性的難題。
目前微藻收集方法有絮凝法、過濾法、離心法和沉降法等。使用絮凝法收 集微藻時，需要添加一定量的絮凝劑，絮凝劑或者價格昂貴，或者含有重金 屬離子。進行微藻下游產(chǎn)品生產(chǎn)時，需要對殘存于^f鼓藻中的絮凝劑含有的有 毒重金屬離子進行去除處理，導(dǎo)致工序復(fù)雜，成本偏高，因此在實際微藻收 集的應(yīng)用上有很大的局限性。使用過濾法進行微藻收集也不是輕而易舉的， 由于微藻體積太小，利用普通濾布及濾紙根本無法將微藻濾出，只能采用微 濾及超濾方式，但微濾及超濾方式又因為過濾孔過小容易堵塞，而使過濾過 程難以進行，加之又存在能耗大的弊端，所以也不被業(yè)界看好。使用離心法 收集微藻，收集量明顯提高，但能耗巨大，成本太高。
目前普遍采用沉降法收集微藻將藻液通入到開口形沉降池中靜置24小 時左右后，60%左右的微藻能夠沉降到沉降池的底部，使用泵抽回法將微藻含 量已經(jīng)顯著變低的上清液抽出，然后對留存于沉降池底部的微藻含量高的藻 液進行干燥處理，從而收集微藻。該方法雖然有操作簡便，節(jié)省能源的優(yōu)點， 但仍然存在有如下不足之處
1、 沉降時間過長，影響工作效率；
2、 雖然可以通過降低沉降池的深度的方式縮短沉降距離，從而縮短沉降 時間，但這會減小沉降池的容積，導(dǎo)致藻液處理量小，仍然影響工作效率。
實用新型內(nèi)容
本實用新型實施例提供一種用于收集微藻的裝置，用以提高微藻收集時微 藻的沉降速度，從而縮短沉降時間。
一種用于收集微藻的裝置，包括
罐體，該罐體由不透光材料制成并具有開口；
頂蓋，由不透光材料制成，設(shè)置于所述開口處，用于與罐體構(gòu)成密閉空間；
分層收集板，位于所述罐體內(nèi)，包括至少一張可活動板、至少三根支柱以 及一張底板，用于收集沉降的微藻。
在所述用于收集微藻的裝置中，所述底板與所述罐體底部相距一定距離； 所述底板上具有與所述支柱相同數(shù)目的螺口 ，用于將所述至少三根支柱固定在 底板上；每根所述支柱上每隔一定距離具有一個凹槽，用于固定所述可活動板。
本實用新型實施例的有益效果為由于用于收集微藻的裝置為密閉的暗環(huán) 境，使得通入裝置中的微藻停止光合作用，從而促進微藻沉降，提高微藻的沉 降速度，進而縮短沉降時間；并且由于裝置中的分層收集板，縮短了沉降距離， 從而縮短了沉降時間，而且整個沉降法收集微藻的過程只需消耗極少的能量， 節(jié)約了成本。


圖1A和圖1B為本實用新型實施例中用于收集微藻的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2為本實用新型實施例中用于收集微藻的裝置的具體結(jié)構(gòu)示意圖3為本實用新型實施例中一種收集微藻的流程圖4A為本實用新型實施例中分層收集板的構(gòu)件示意圖4B為本實用新型實施例中分層收集板的縱剖面圖5為本實用新型實施例中另一種收集微藻的流程圖6為本實用新型實施例中又一種收集微藻的流程圖。
具體實施方式
使用本實用新型實施例提供的用于收集微藻的裝置，能夠提高微藻的沉降 速度，從而縮短微藻的沉降時間，不僅可以收集自身沉降性能好的微藻，還可 以收集自身沉降性能不是很好的單細胞微藻。
下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細說明。 本實用新型實施例提供的用于收集微藻的裝置由罐體、頂蓋和和分層收集 板構(gòu)成，所述裝置亦可稱為裝置。該裝置包括由不透光材料制成的開口形罐體， 和由不透光材料制成、設(shè)置于所述開口處，用于與罐體構(gòu)成密閉空間的頂蓋。
其中，制作裝置的不透光材料包括聚丙烯(Polypropylene , PP)或聚氯乙烯 (polyvinyl chloride, PVC )。開口形罐體可才艮據(jù)需要設(shè)計成各種必要的幾 何形狀，既可以是不規(guī)則幾何體，也可以是規(guī)則的幾何體，例如，長方體、正 方體或圓柱體等，較佳地，可以采用規(guī)則幾何體的復(fù)合形式(如圖1A、圖1B 所示)罐體的上部可為圓柱體、長方體及正方體等，罐體的下部可為與上部 相應(yīng)的錐體結(jié)構(gòu)，從而便于微藻的排出。
上述用于收集微藻的裝置，還可以包括側(cè)面閥門，位于裝置罐體的側(cè)面 下部，用于排出上清液；底岡，位于罐體底部，用于排出沉降的微藻；第一加 料口，位于裝置的頂蓋處，用于向裝置內(nèi)通入藻液和PH值調(diào)節(jié)液。其中，還 可采用在裝置的頂蓋處設(shè)置兩個加料口，即第二加料口和第三加料口，其中， 第二加料口，用于向所述裝置內(nèi)通入藻液；第三加料口，用于向所述裝置內(nèi)通 入PH值調(diào)節(jié)液。
下面以 一個具體實例來說明本實用新型實施例中用于收集微藻的裝置的 結(jié)構(gòu)。
圖2為本實用新型實施例中用于收集微藻的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所 示，用于收集微藻的裝置是由長方體的罐體上部202、錐體結(jié)構(gòu)的罐體下部207 以及長方形頂蓋203構(gòu)成的密閉空間，并使用不透光材料制作，使得在收集微 藻時，停止微藻細胞的光合作用。本實施例中制作裝置的材料為聚丙烯(Polypropylene ，筒稱PP)或聚氯乙烯(polyvinyl chloride,簡稱PVC) 等。具體地，裝置的罐體上部202的長方體尺寸為lmxlmxlm,罐體下部207 的容積為罐體上部202容積的10-15%之間。收集微藻時，可將裝置放置到支 架206上。
該用于收集微藻的裝置還包括第二加料口 205，位于頂蓋203上，用于通 入藻液。
當(dāng)收集自身沉降性能比較好的微藻，例如缺殼緣綠藻、雨生紅球藻等時， 只需使用上述裝置就能很好的沉降微藻。還有一些類型的微藻，在加入PH值 調(diào)節(jié)液后由于發(fā)生自絮凝，沉降性能也變得很好，這種情況也可以使用上述裝 置。參考圖3，下面就缺殼緣綠藻的全收集過程進行詳細說明
步驟301通入藻液
將藻液從第二加料口 205處通入到裝置中，藻液加滿后蓋好第二加料口
205。
步驟302靜置
使裝置處于密閉不透光的暗環(huán)境靜置。在靜置過程中，微藻逐漸沉降到方 錐形底處。充分沉降后的藻液分為兩層含有少量微藻的顏色較淺的上部上清 液層和含有大量微藻的顏色較深的底部微藻沉降層。
步驟303排除上清液
將位于罐體側(cè)面下部的側(cè)面閥門201打開，排掉上清液。 步驟304收集微藻
當(dāng)上清液基本排除后，打開位于方錐形底部的底閥208,排出沉降的微藻。 密閉不透光的暗環(huán)境可使微藻停止光合作用，有利于^f敞藻的沉降。在本實 施例中，如果裝置不加有頂蓋，缺殼緣綠藻的沉降率達到95%需要靜置2個小 時左右，加有頂蓋時，缺殼緣綠藻的沉降率達到95%只需要靜置1個小時左右， 時間縮短了一半。
收集自身沉降性能一般的微藻時，由于此類微藻的沉降速度比較慢，因此本實用新型實施例提供的用于收集微藻的裝置還可以包括分層收集板，由于分 層收集板將裝置從下至上分成幾個小空間，大大減小了 ^f效藻在裝置中的沉降距 離，縮短了微藻的沉降時間。
上述分層收集板放置于裝置內(nèi)，該分層收集板包括至少一張可活動板、至
少三根支柱以及一張底板，其中，底板與罐體底部相距一定距離；可活動板和 底板將裝置分成幾個空間，根據(jù)需要確定可活動板的數(shù)目，可活動板的數(shù)目越 多，將裝置分成的空間越多，從而使微藻的沉降距離越短，加快微藻的沉降； 底板上具有與支柱相同數(shù)目的螺口，用于將至少三根支柱固定在底板上；每根 支柱上每隔一定距離具有一個凹槽，用于固定可活動板；可活動板與底板的面 積小于裝置的最大水平橫截面積，使得放置有分層收集板的裝置中有藻液的流 動空間；可活動板和底板的邊緣具有與水平面成一定角度的小沿，防止沉降于 可活動板和底板處的^[鼓藻隨上清液一同排出。
下面以一具體實例對本實用新型實施例中的分層收集板啦文詳細說明。 參考圖4A和圖4B,裝置中還可放入分層收集板，該分層收集板由多張可 活動板401、四根支柱402以及一張底板403組成，底板放置于長方體和方錐 體的連接處，本實施例中的分層收集板的可活動板和底板均為長方形，并且收 集板的可活動板和底板的面積均小于長方體的底面積，例如可使可活動板和底 板的四周開有凹缺口 。可活動板和底板的這種設(shè)計使得藻液可以流入到裝置的 下部。
裝置的罐體的長方體部分的最下端處，可以沿內(nèi)壁均勻設(shè)置有四個小型托 鉤，用于放置分層收集板的底板。
分層收集板的的四根支柱上每隔1厘米開有一個凹槽405，用于固定可活 動板，可活動板可以根據(jù)需要固定在任意凹槽405上，從而進行沉降距離的調(diào) 節(jié)；
在使用分層收集板時先將四根支柱402固定在底板403上的螺口處，并且 根據(jù)微藻的類型調(diào)節(jié)可活動板的之間的距離；分層收集板可活動板和底板的四周有高2mm的小沿，該小沿與水平面成 一定角度，用于防止排放上清液時將沉降后的微藻帶走；
拎手404，設(shè)置于分層收集板的支柱上部，用于方便將分層收集板放入到 裝置中及從裝置中取出。
利用還包括分層收集板的用于收集^:藻的裝置收集自身沉降性能一般的 微藻的收集流程，參考圖5:
步驟501放置分層收集板
將可活動板、底板和支柱全部安裝好后放入到裝置中，根據(jù)需要確定可活 動板的數(shù)目，從而將裝置分成一定數(shù)目的空間，縮短孩i藻的沉降距離。 步驟502通入藻液
將藻液從第二加料口 205處通入到裝置中，由于可活動板和底板的面積均 小于裝置中的最大4黃截面面積，例如底^反的四周可開有凹缺口，所以藻液可以 通入到裝置的下部，藻液加滿后蓋好第二加料口 205。
步驟503靜置
使裝置處于密閉不透光的暗環(huán)境靜置。在靜置過程中，由可活動板，底板 和裝置形成的的各空間中的藻液逐漸開始分層，《效藻逐漸沉降到各相應(yīng)的可活 動板、底板和方錐形底處。在上述各空間中，充分沉降后的藻液分為兩層含 有少量微藻的顏色較淺的上部上清液層和含有大量微藻的顏色較深的位于各 可活動板、底板和方錐形底部的微藻沉降層。
步驟504排除上清液
將位于罐體側(cè)面下部的裝置的側(cè)面閥門201打開，排掉上清液。由于可活 動板和底板的四周有高2mm的小沿，所以沉降于各可活動板和底板處的微藻 不會隨上清液排出。
步驟505收集微藻
當(dāng)上清液基本排除后，打開頂蓋，取出分層收集板，將沉降于可活動板和 底板的微藻進行收集。為了方便將分層收集板放入到裝置中及從裝置中取出，分層收集板的支柱上部還安置了拎手401。同時打開位于方錐形底部的底閥
208,排出沉降于錐形底部的的微藻并收集。
由于使用了分層收集板，自身沉降性能一般的微藻的沉降速度大大提高。 收集自身沉降性能不好的微藻時，不僅需要使用分層收集板，還需要加入
PH值調(diào)節(jié)液，使藻液的PH值達到適合微藻發(fā)生自絮凝的范圍，從而加速微藻
的沉降。為此本實用新型實施例提供的用于收集^f效藻的裝置還包括
攪拌器203,位于罐體內(nèi)的底部，用于對藻液和PH值調(diào)節(jié)液的混合液進
行攪拌；
第二加料口 204，位于頂蓋處，用于通入PH值調(diào)節(jié)液。
收集自身沉降性能不好的微藻時，與前述的收集自身沉降性能一般的微藻
的過程基本相同，參考圖6。不同之處在于在添加藻液的同時還需加入PH
值調(diào)節(jié)液，具體步驟為
步驟601放置分層收集板
將可活動板、底板和支柱全部安裝好后放入到裝置中，根據(jù)需要確定可活 動板的數(shù)目，從而將裝置分成一定數(shù)目的空間，縮短微藻的沉降距離。 步驟602通入藻液及PH值調(diào)節(jié)液
將藻液和PH值調(diào)節(jié)液分別從第二加料口 205和第三加料口 204通入到裝 置中。由于可活動板和底板的面積均小于裝置中的最大對黃截面面積，例如可活 動板和底板的四周可開有凹缺口，所以藻液和PH值調(diào)節(jié)液的混合液可以通入 到裝置的下部，位于罐體底部的攪拌器迅速攪動，使整個裝置內(nèi)的藻液和PH 值調(diào)節(jié)液的混合液充分混合。當(dāng)混合液的PH值為收集微藻的適宜沉降的PH 值范圍內(nèi)的任意數(shù)值時，停止向裝置內(nèi)加入PH值調(diào)節(jié)液，并將第三加料口和 第二加料口蓋好，使裝置處于密閉不透光的暗環(huán)境。
步驟603靜置
使裝置處于密閉不透光的暗環(huán)境靜置。在靜置過程中，由可活動板，底板 和裝置形成的的各空間中的藻液逐漸開始分層，微藻逐漸沉降到各相應(yīng)的可活動板、底板和方錐形底處。在上述各空間中，充分沉降后的藻液分為兩層含 有少量微藻的顏色較淺的上部上清液層和含有大量微藻的顏色較深的位于各 可活動板、底板和方錐形底部的微藻沉降層。 步驟604排除上清液
將位于罐體側(cè)面下部的裝置的側(cè)面閥門201打開，排掉上清液。由于可活 動板和底板的四周有高2mm的小沿，所以沉降于各可活動板和底板處的微藻 不會隨上清液排出。
步驟605收集微藻
當(dāng)上清、;^本排除后，打開頂蓋，取出分層收集板，將沉降于可活動板和 底板的微藻進行收集。為了方便將分層收集板放入到裝置中及從裝置中取出， 分層收集板的支柱上部還安置了拎手401。同時打開位于方錐形底部的底閥 208，排出沉降于錐形底部的的微藻并收集。
同時使用裝置、分層收集板及PH值調(diào)節(jié)液收集微藻，極大的促進了微藻 的沉降，可以通過一具體實例來進行比較自身沉降性能不好的杜氏鹽藻在PH 值為大于10.3的情況時，在裝置中需要沉降1 -2個小時沉降率可達到95%以 上，在添加了分層收集板之后可以在10分鐘內(nèi)沉降率即可達到95%以上；自 身沉降性能不好的擬微綠球藻在pH在10.4以上的情況時，可以促進藻細胞沉 降，在裝置中靜置1-1.5個小時后，沉降率可達到95%以上，在添加了分層 收集板之后可以在IO分鐘內(nèi)沉降率達到95%以上。
本實用新型實施例提供的用于收集微藻的裝置，由于裝置為密閉的暗環(huán) 境，使得裝置中的微藻停止光合作用，促進沉降；并且由于可以在裝置中設(shè)置 分層收集板，降低了沉降距離，縮短了沉降時間；而且還可根據(jù)藻液的處理量 和既定工作時間選用裝置的個數(shù)，非常環(huán)保；整個沉降法收集微藻的過程只需 消耗極少的能量，節(jié)約了成本。
本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動 和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種用于收集微藻的裝置，其特征在于，包括罐體，該罐體由不透光材料制成并具有開口；頂蓋，由不透光材料制成，設(shè)置于所述開口處，用于與罐體構(gòu)成密閉空間；分層收集板，位于所述罐體內(nèi)，包括至少一張可活動板、至少三根支柱以及一張底板，用于收集沉降的微藻。
2、 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述罐體底部是錐體結(jié)構(gòu)。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述底板與所述罐體底 部相距一定距離；所述底板上具有與所述支柱相同數(shù)目的螺口，用于將所述至 少三根支柱固定在底板上；每根所述支柱上每隔一定距離具有一個凹槽，用于 固定所述可活動板。
4、 如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述可活動板與底板的面積 小于所述裝置的最大水平^f黃截面積。
5、 如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述可活動板和底板的邊緣 具有與水平面成一定角度的小沿。
6、 如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，還包括攪拌器，位于所述罐體的底部，用于對藻液和PH值調(diào)節(jié)液的混合液進行 攪拌。
7、 如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，還包括第一加料口，位于所述頂蓋上，用于向所述裝置內(nèi)通入藻液和PH值調(diào)節(jié)液。
8、 如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，還包括 第二加料口，位于所述頂蓋上，用于向所述裝置內(nèi)通入藻液； 第三加料口，位于所述頂蓋上，用于向所述裝置內(nèi)通入PH值調(diào)節(jié)液。
9、 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述不透光材料包括聚丙烯 或聚氯乙烯。
10、如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，還包括 側(cè)面閥門，位于所述罐體的側(cè)面下部，用于排出上清液； 底岡，位于所述罐體底部，用于排出沉降的微藻。
專利摘要本實用新型公開了一種用于收集微藻的裝置，用以提高微藻收集時微藻的沉降速度，從而縮短沉降時間。本實用新型用于收集微藻的裝置包括罐體，該罐體由不透光材料制成并具有開口；頂蓋，由不透光材料制成，設(shè)置于罐體開口處，用于與罐體構(gòu)成密閉空間；分層收集板，位于裝置內(nèi)，包括至少一張可活動板、至少三根支柱以及一張底板，用于收集沉降的微藻，其中，底板與罐體底部相距一定距離，底板上具有與支柱相同數(shù)目的螺口，用于將至少三根支柱固定在底板上；每根所述支柱上每隔一定距離具有一個凹槽，用于固定可活動板。
文檔編號C12M1/18GK201411458SQ2009201615
公開日2010年2月24日 申請日期2009年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月2日
發(fā)明者劉敏勝, 張晉陽, 耿金鋒, 郭朋朋 申請人:新奧科技發(fā)展有限公司