[发明专利]螺旋藻细胞破壁剪切装置

说明书

技术领域

本发明涉及生物细胞破壁装置技术领域，尤其是一种螺旋藻细胞破壁剪切装置。

背景技术

    细胞破壁技术作为一种高科技手段，其应用十分广泛。除病毒外，一切生物均由细胞构成，根据细胞内核结构分化程度的不同，细胞可以分为原核细胞和真核细胞两大类型。细胞壁（cell wall）是细胞的外层，在细胞膜的外面，细胞壁之厚薄常因组织、功能不同而异。植物、真菌、藻类和原核生物都具有细胞壁，而动物细胞不具有细胞壁。细胞壁本身结构疏松，外界可通过细胞壁进入细胞中。

螺旋藻是一类低等水生藻类植物，其外观为蓝绿色，显微镜观察为螺旋状，因而得其名。螺旋藻是一种碱性的营养食品，它含有各种人体必需的营养成分，组成比较均匀，其中蛋白质含量是目前已知所有天然植物中含量最高的，约占干重的70%。藻蓝蛋白是从螺旋藻中分离出的一种深蓝色粉末，色泽美观。它既是一种蛋白质，又是一种极好的天然食用色素，同时又是良好的保健食品。螺旋藻的细胞壁阻碍了藻蓝蛋白的有效提取，要有效提取螺旋藻细胞内的藻蓝蛋白质，就必须对螺旋藻细胞进行细胞破壁。

现有的细胞破壁技术包括超声波破壁、研磨法破壁、反复冻融法破壁、融菌酶破壁、剪切法。超声波破壁法受限于超声波的穿透率，只能应用在实验级的螺旋藻细胞破壁场合。研磨法破壁法用合金钢的工具，容易有金属的成分的残留，而且研磨的过程会产生高温破坏藻蓝蛋白质。反复冻融法破壁要多次冻融，破壁效率低下,产能低,功耗高。融菌酶破壁法由于需要使用特定的酶，因此增加了成本。在螺旋藻细胞破壁工艺中，螺旋藻细胞既要能够破碎一定的细度，但又不能够使得破碎粒度太细，以免给后续离心分离细胞壁增加难度。现有的超细剪切设备采用齿形结构，经过长时间使用后，往往将整个齿圈废弃，重新更换新的齿圈，使用过的齿圈不能再制造和再重复使用，造成了维护成本高。目前还缺乏工业化提取螺旋藻藻蓝蛋白的细胞破壁剪切装备。因此开发一种针对螺旋藻浆料的高效、节能、绿色、可重用的细胞破壁装备十分迫切。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的螺旋藻细胞破壁剪切装置，从而有效的解决了螺旋藻细胞破壁效率低下、功耗高、二次污染等问题缺陷，即达到了良好的破碎效果，又保障了破壁剪切设备的可维护性和可重用性。

本发明所采用的技术方案如下：

一种螺旋藻细胞破壁剪切装置，包括剪切腔，所述剪切腔的顶部通过螺栓固定有上盖圆板，所述剪切腔的底盘上通过驱动轴密封安装有转子剪切叶轮，所述驱动轴穿过剪切腔的底盘并连接电机，所述驱动轴与剪切腔的底盘所开孔密封连接；所述剪切腔底盘的圆周方向均匀间隔安装有多个定子刀片，所述定子刀片头部设置有对称的刀锋面，两个刀锋面顶部形成刀刃，相邻两个定子刀片的刀锋面之间分别安装有定子齿片，所述定子刀片的刀刃、定子齿片的刀刃与转子剪切叶轮之间留有间隙；所述上盖圆板的内端面卡接有挡料圆环，所述挡料圆环的底部与定子刀片和定子齿片抵接，所述上盖圆板的内端面还通过紧固件固定有导料圆环，所述导料圆环位于转子剪切叶轮的上部；所述上盖圆板中部安装进料腔，所述剪切腔的侧壁底部设置有出料口。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述转子剪切叶轮的结构为：包括圆环套，所述圆环套中部与驱动轴密封连接，所述圆环套的外圆周面上均匀间隔设置有多个叶片，所述叶片上开有倾斜孔，所述倾斜孔从叶片中部至头部的由高到低设置；位于叶片的头部设置有斜面；

所述定子刀片的结构为：所述定子刀片成长方体结构，所述定子刀片中部开有长圆孔；

所述定子齿片的结构为：所述定子齿片的成梯形结构，所述定子齿片的底部形成有锯齿结构；

所述定子刀片两侧的刀锋面与定子齿片的两侧面平行，所述定子刀片两侧的刀锋面与定子齿片侧面之间的间隙为3mm-5mm；

所述定子刀片的刀刃、定子齿片的刀刃与转子剪切叶轮之间的间隙为0.5mm-1mm；

所述定子刀片的刀锋面与刀刃水平方向的夹角a为15°～45°；

所述定子刀片的刀锋面与刀刃水平方向的夹角a为30°。

本发明的有益效果如下：