[实用新型]一种藻类细胞破碎所用的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种藻类细胞破碎所用的装置，更具体地说是利用臭氧氧化和加压-减压共同作用于藻类细胞进行破碎的装置。

背景技术

人类的生产生活产生了大量的含氮、磷等营养物质的废水，这些废水经由市政排水管网等系统进入湖泊、河流、海湾等水体，引起藻类迅速繁殖，水体中溶解氧含量下降，水质恶化，继而导致鱼类及其它生物大量死亡。近年来由于污染造成的环境恶化逐步加重，水体藻类污染的程度也逐年加深。水体出现富营养化现象时，由于藻类等浮游生物大量繁殖，往往使水体呈现蓝色、红色、绿色等，这种现象在江河湖泊中称为水华，在海洋中称为赤潮。

赤潮或水华在全球范围内频繁出现是藻类污染程度加深的直接反映。我国在1933年到1979年的46年中仅发生过12次赤潮；1990年到1994年的5年中就发生了139次赤潮；2002年发生79起，影响面积为10150平方公里；2003年发生119起，影响面积为14550平方公里；2005年发生82起，影响面积为27070平方公里；2006年93起，影响面积为19840平方公里；2012年我国深圳南澳海面出现较大面积夜光藻赤潮。随着各自然水体中富营养化程度的日趋严重，藻类生长对水体的危害也变得日趋严重，湖泊海洋等水体中水华、赤潮现象的层出不穷使得快速有效地杀死水体中藻类技术的研发显得愈发重要和急迫。

目前世界范围内有多种除藻技术，如物理除藻、化学除藻以及生物除藻等。随着世界范围内化石能源的逐年减少，研究热点从单一的除藻问题转向藻类的综合利用，破碎藻类细胞壁提取藻类体内的生物油脂就是一个重要的方向。

目前国内外藻类细胞破碎所用的装置均存在结构复杂，操作困难，适用范围有限，提取步骤繁多，成本过高等技术问题。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述的提取装置结构复杂，操作困难，提取步骤繁多，适用范围有限等技术问题而提供一种藻类细胞破碎所用的装置。

本实用新型的技术方案

一种藻类细胞破碎所用的装置，包括高压反应釜、臭氧发生器和空压机，臭氧发生器和空压机通过管道与高压反应釜顶部连接，所述的高压反应釜带有搅拌装置，进一步所述的高压反应釜设有排气阀和压力显示装置，本实用新型一优选实施例中为压力表。

利用上述的一种藻类细胞破碎所用的装置对藻类细胞进行破碎的方法，具体包括下列步骤：

（1）、将收获的藻液置于高压反应釜中，控制120～130 r/min转动5 min将藻液搅拌混匀；

（3）、打开臭氧发生器和空压机，控制臭氧和空气混合气体的流量为2 L/min，并控制反应釜转速为120～130 r/min匀速搅动藻液，使通入的臭氧、空气和藻液混合均匀；

其中所述的臭氧和空气混合气体按体积比计算，即臭氧：空气为1：150；

（4）、将压力条件设置为0.4～0.8 MPa、维持1～2 s时间后降压至常压,然后再升压至0.4～0.8 MPa、维持1～2 s时间后再降压至常压,反复40～80个循环，即完成藻类细胞破碎。

本实用新型的有益效果

本实用新型的一种藻类细胞破碎所用的装置，由于含有臭氧发生器、空压机和高压反应釜，可实现利用压力辅助臭氧法对藻类细胞破壁。进一步本实用新型的一种藻类细胞破碎所用的装置用于藻类细胞破壁，可有效地杀死水体中的藻类，抑制富营养化对水体的危害。实验证明，在最大压力为0.8 MPa，加压-减压循环数为80的条件下，可以有效破碎藻类细胞的细胞壁和细胞膜，使细胞内含物外流，且某些易被氧化的叶绿素等物质可以被臭氧进一步氧化，从而降低藻类在自然水体中腐败氧化时所需的氧量。

进一步，采用本实用新型的一种藻类细胞破碎所用的装置对小球藻细胞进行破碎，对比实验前后水体中的化学需氧量COD可以发现，体系中溶解性有机物含量有着明显的增多。

另外，本实用新型的一种藻类细胞破碎所用的装置，设备简单，操作方便，对藻类细胞的破碎效果好，易于实现自动化控制。

附图说明

图1、本实用新型的藻类细胞破碎所用的装置示意图，图中1为高压反应釜、2为臭氧发生器、3为空压机、11为高压反应釜的搅拌装置、12为高压反应釜的排气阀、13为高压反应釜的压力表。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本实用新型的藻类细胞破碎所用的装置进一步详细描述，但并不限制本实用新型。

本实用新型的应用实施例中所用的小球藻藻种、所用的BG11培养基，购买于中国科学院水生生物研究所。