專利名稱：襯桿式泡載分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于化工、生化、醫(yī)藥、污水處理等領(lǐng)域中分離回收低濃度目標(biāo) 物的襯桿式泡載分離裝置。
背景技術(shù)：
泡沫分離技術(shù)作為一種新興的分離技術(shù)，越來(lái)越受到人們廣泛的關(guān)注，它的優(yōu)點(diǎn) 就在于能經(jīng)濟(jì)有效地去除(或采收)溶液中的顆粒懸浮物和表面活性物質(zhì)，設(shè)備簡(jiǎn)單， 投資少，能耗少，并且操作方便。其基本原理是氣泡吸附溶液中的顆粒懸浮物或表面 活性物質(zhì)，上升至氣液表面形成濃縮的泡沫層，收集得到的泡沫破碎后即得到濃縮的
采收液，從而實(shí)現(xiàn)了采收或^L縮顆粒懸浮物和表面活性物質(zhì)的目的。目前這類裝置在 應(yīng)用中存在的問(wèn)題是由于泡沫的持液量過(guò)大，使得收集到的泡沫相濃縮液 倍數(shù)不
高。為此很多學(xué)者對(duì)泡沫分離技術(shù)分離效率的影響因素及其影響，MS進(jìn)行了研究，較
為傳統(tǒng)的方法是加高塔高，從而提高泡沫層高度，使泡沫間隙液因重力作用而下降回 流至水相，以提高采收液的濃縮倍數(shù)。但過(guò)大的高徑比一方面會(huì)降低采收率，另一方 面也不利于設(shè)備的操作。
為此，文獻(xiàn)(l)於兵，施亞鈞.泡沫分離技術(shù)的研究.華東化工學(xué)院學(xué)報(bào)，1990， 2 (16) : (13-20)公開了變徑塔式泡載器，即將直筒分離器上部加裝一擴(kuò)大段，希 望通過(guò)上升的泡沬層至擴(kuò)大段來(lái)加大泡沫間的距離，從而使泡沫間發(fā)生崩塌，從而減 少泡沫間隙液，但結(jié)果表明其用于細(xì)胞或產(chǎn)物的采收 時(shí)濃縮率仍偏低，分離系數(shù) 較小。文獻(xiàn)(2)劉志紅，劉錚，丁富新，袁乃駒.用泡沫分離法鄉(xiāng)和分離蛋白質(zhì).清 華大學(xué)學(xué)報(bào)，1997， 37 (12) : (50-54)提出了一種新型泡沫分離設(shè)^~5f流泡載 塔，其內(nèi)部加了一個(gè)導(dǎo)流筒，液體處于較好的環(huán)流狀態(tài)，能夠保證泡沫分離過(guò)程氣泡 表面與液相間的充分接觸和有效傳質(zhì)，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝操作和清洗不便，泡沫持 液量較大的問(wèn)題依然存在。中國(guó)專利CN2473209Y公開了一種斜臂式泡載塔，其增加 了一段30 45度的斜臂，泡沫相在^M臂的爬升過(guò)程中，泡沫間隙液會(huì)沿斜臂下壁 面流下，從而降低了出口處的泡沫持液量，雖然在一定程度上改善了分離效果，但塔 身仍較高，安裝操作和清洗不便，設(shè)備加工較困難，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有泡載分離裝置存在的主要缺陷，提供了一種能夠有效減 少泡沫持液量，提高待分離組分的濃縮倍數(shù)和采收率的襯桿式泡載分離裝置。
3本發(fā)明是在傳統(tǒng)直筒式泡載分離裝置的基礎(chǔ)上，僅僅將泡載塔內(nèi)法蘭蓋中安裝多 條向下襯桿。研究發(fā)現(xiàn)；當(dāng)泡沫液上升至豎立襯桿區(qū)時(shí)，憑借襯桿的結(jié)構(gòu)增加了泡沫 與固體壁的接觸表面，在表面張力的作用下，泡沫在沿襯桿攀升過(guò)程中部分泡沬間隙 液(持液量)會(huì)沿襯桿壁下流，使泡沫間隙液能夠得到較為充分的排放，含藻泡沫相 繼續(xù)上升并從溢出口流出至收集瓶，從而較好地提高了待分離組分的濃縮倍數(shù)和采收 率。而且襯桿分布于泡載塔內(nèi)部，不需要增加塔高，有利于操作和放大。
本發(fā)明的技術(shù)方案包括氣源，氣體飽和器，流量計(jì)和泡載塔,氣體飽和器底部通 過(guò)管道上的氣閥與氣源相連通，其上端安裝有壓力表的氣體飽和器通過(guò)管道與流量計(jì) 的入口端相連通，并相連至泡載塔底部中央處的氣體分布器，泡載±荅下部的壁面上設(shè) 有排液閥，法蘭蓋通過(guò)管道與濃縮液接收瓶相通，其特征在于它還包括泡載塔上端安 裝的法蘭蓋和法蘭蓋上固定的均勻分布的多條襯桿。而且法蘭蓋均勻安裝的襯桿的長(zhǎng) 度為泡載塔的高度的1/4—1/6。上述的襯桿的下端面是一成45。角的切面。
本發(fā)明與現(xiàn)有的泡載分離裝置相比具有如下優(yōu)點(diǎn)
1. 具有結(jié)構(gòu)合理，操作簡(jiǎn)單，清洗方便的特點(diǎn)。
2. 法蘭蓋有多條襯桿均勻分布，大大減少泡沫持液量，從而使得泡沫相得到濃縮， 細(xì)胞濃度得到較大程度的提高，特別適用于微藻細(xì)胞的分離采收
3. 襯桿分布于泡載塔內(nèi)部，不需要額外制造設(shè)備來(lái)降低泡沫持液量，有利于降低生 產(chǎn)成本且易于工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明法蘭蓋結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1氣瓶，2閥門，3氣體飽和器，4壓力表，5氣體流量計(jì)， 6氣體分布器，7泡載塔，8襯桿，9法蘭蓋，10 、鵬液接收瓶，11排液 閥。
具體實(shí)施例方式
如圖l，本發(fā)明包括氣源l，氣體飽和器3，流量計(jì)5和泡載塔7,氣體飽和器3 底部通過(guò)管道上的氣閥2與氣源1相連通，其上端安裝有壓力表4的氣體飽和器3通 過(guò)管道與流量計(jì)5的入口端相連通，并相連至泡載塔7底部中央處的氣體分布器6， 泡載塔7下部的壁面上設(shè)有排液閥11 ，法蘭蓋9通過(guò)管道與濃縮液接收瓶10相通， 其特征在于它還包括泡載t荅7上端安裝的法蘭蓋9和法蘭蓋9上固定的均勻分布的多 條襯桿8
法蘭蓋9上均勻安裝的襯桿8的長(zhǎng)度為泡載塔7的高度的1/4—1/6。上述的襯桿8的下端面是成45。角的切面。泡載塔7和法蘭蓋9均為有機(jī)玻璃制成。
泡載塔7外徑50mm，塔總高1000mm，距離其底部20mm處設(shè)有排液閥11 。在 法蘭蓋上裝有均勻分布、垂直向下的15根①2的襯桿8，長(zhǎng)度為250mm。底部安裝 有外徑30mm微孔陶瓷片作為氣體分布器6，其微孔孔徑平均為30u;氣源1由高壓 二氧化碳?xì)馄刻峁?，所有連接管路均為直徑為10mm的PU管。氣體分布器6是市售 的。
禾lj用本發(fā)明進(jìn)行紫球藻細(xì)胞的批式采收實(shí)驗(yàn)取400mL濃度為ODe^0.745的藻 液，加入乙醇和起泡劑Tween20，使其濃度分別為2% (V/V)和100ppm。調(diào)節(jié)藻液 pH=10.2，經(jīng)30min泡載處理，本發(fā)明的藻細(xì)胞采收率和濃縮倍數(shù)分別為80%和2.92。 而同樣條件下，常M^照塔分別為39%和1.32。
使用時(shí)，來(lái)自氣瓶的載氣先流經(jīng)以碳鋼制成的氣體飽和器3，通過(guò)閥門2控制氣 體飽和器3內(nèi)氣體的壓力，再根據(jù)氣體流量的需要，調(diào)節(jié)流量計(jì)5，使載氣通過(guò)氣體 分布器6SA泡載塔7。經(jīng)氣體分布器6后產(chǎn)生大量微小氣術(shù)包沬上浮，泡沫在上浮 過(guò)程中吸附并帶動(dòng)藻細(xì)胞上浮至泡載塔上部形成泡沫層。經(jīng)由襯桿8的降液作用后， 部分泡沫沿法蘭蓋9溢流口流到藻液接收瓶10，得到濃縮的藻液。采收結(jié)束后殘余液 則經(jīng)排液閥ll排出。
本發(fā)明由于泡沬液在流經(jīng)襯桿區(qū)時(shí)，在表面張力的作用下，泡沬間隙液能夠得以 進(jìn)一步排放，從而使從法蘭蓋溢流口出來(lái)的泡沫持液量降低，大大提高了采收藻細(xì)胞 的麵咅數(shù)和采收率。
權(quán)利要求
1. 一種襯桿式泡載分離裝置，包括氣源(1)，氣體飽和器(3)，流量計(jì)(5)和泡載塔(7)，氣體飽和器(3)底部通過(guò)管道上的氣閥(2)與氣源(1)相連通，其上端安裝有壓力表(4)的氣體飽和器(3)通過(guò)管道與流量計(jì)(5)的入口端相連通，并相連至泡載塔(7)底部中央處的氣體分布器(6)，泡載塔(7)下部的壁面上設(shè)有排液閥(11)，法蘭蓋(9)通過(guò)管道與濃縮液接收瓶(10)相通，其特征在于它還包括泡載塔(7)上端安裝的法蘭蓋(9)和法蘭蓋(9)上固定的均勻分布的多條襯桿(8)。
2. 如權(quán)利要求1所述的襯桿式泡載分離裝置，其特征在于法蘭蓋(9) 均勻安裝的襯桿(8)的長(zhǎng)度為泡載塔(7)的高度的1/4—1/6。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的襯桿式泡載分離裝置，其特征在于襯桿(8) 的下端面是成45。角的切面。
4. 如按權(quán)利要求1所述的襯桿式泡載分離裝置，其特征在于泡載塔(7) 和法蘭蓋(9)均為有機(jī)玻璃制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種襯桿式泡載分離裝置。包括氣源，氣體飽和器，流量計(jì)和泡載分離塔，氣體飽和器底部通過(guò)管道上的氣閥與氣源相連通，其上端安裝有壓力表的氣體飽和器通過(guò)管道與流量計(jì)的入口端相連通，并相連至泡載分離塔底部中央處的氣體分布器，泡載分離塔下部的壁面上設(shè)有排液閥，法蘭蓋通過(guò)管道與濃縮液接收瓶相通，其特征在于它還包括泡載分離塔上端安裝的法蘭蓋和法蘭蓋上固定的均勻分布的多條襯桿。而且法蘭蓋均勻安裝的襯桿的長(zhǎng)度為泡載分離塔的高度的1/4-1/6。本發(fā)明使得泡沫相得到濃縮，細(xì)胞濃度得到較大程度的提高，能夠減少泡沫持液量，特別適用于微藻細(xì)胞的分離采收，成本低，易于工業(yè)化生產(chǎn)，又具有操作簡(jiǎn)單，清洗方便的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C12M1/04GK101457201SQ20081015941
公開日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2008年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月22日
發(fā)明者劉天中, 江懷真, 許玉艷, 高莉麗, 齊祥明 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋大學(xué)