[實用新型]超高壓脈沖電場微藻破壁生物柴油制取設備

無效

• 申請號: 201020114701.5
• 申請日: 2010-02-10
• 公開（公告）號: CN201626950U
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: 周永才
• 申請（專利權）人: 周永才
• 主分類號: C11B1/04
• 分類號: C11B1/04;C10L1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于超高壓脈沖電場的應用技術，主要用于利用微藻生產生物柴油的產業中，對微藻進行中大規模的破壁處理，具體涉及一種超高壓脈沖電場微藻破壁生物柴油制取設備。

背景技術

隨著生產柴油技術的研究發展，利用微藻生產生物柴油成為生物柴油研究的一個方向，要大規模地從微藻中提取生物柴油，首先需要解決微藻的細胞壁破壁技術問題，利用物理方法處理微藻具有綠色環保的優點。在現有技術中，公開了一種利用高速流體顆粒的強力碰撞，形成巨大機械作用力，完成破碎微藻細胞的厚壁，該技術要使微藻物料得到3倍以上的音速快速噴出，生產條件苛刻，制造成本高昂，難以進入大批量低成本生產。

實用新型內容

由于微藻的個體很小，一般在微米級，如果能在這個小個體上施加大于36伏/微米的電場強度，即產生360kV/cm的電位梯度，就可使微藻的細胞膜通透性增加，讓細胞膜穿孔，達到破壁之目的。為解決現有技術中，利用高速流體顆粒的強力碰撞，破碎微藻細胞壁，生產條件苛刻，制造成本高昂的問題，本實用新型提供一種超高壓脈沖電場微藻破壁生物柴油制取設備，其實施方案如下：

超高壓脈沖電場微藻破壁生物柴油制取設備，該生物柴油制取設備由變壓器、倍壓電路、旋轉式超高壓脈沖開關和同軸式流體處理空腔構成；變壓器次級線圈與倍壓電路、旋轉式超高壓脈沖開關、同軸式流體處理空腔相互串聯連接；

所述倍壓電路采用若干級積木式倍壓單元串聯疊合連接而成，每級倍壓單元由主、副電容器組，和主、副二極管組，連接而成，其中主、副電容器組，均由多個電容器串聯連接而成，主、副二極管組，均由多個二極管串聯連接而成，主電容器組的尾端與主二極管組的陽極連接，主二極管組的陰極與副電容器組的首端連接；副二極管組的陰極與主二極管組的陽極連接，副二極管組的陰極與副電容器組的尾端連接；

相鄰的兩級倍壓單元，后一級倍壓單元的主電容器組的首端與前一級倍壓單元的主電容器組的尾端連接，后一級倍壓單元的副電容器組的首端與前一級倍壓單元的副電容器組的尾端連接；

初級倍壓單元的主電容器組的首端與變壓器次級線圈的高端連接，初級倍壓單元的副電容器組的首端與變壓器次級線圈的低端連接并接地；

末級倍壓單元的副電容器組的尾端與絕緣箱體中設置的底部尖端導體連接；

絕緣箱體內有旋轉式超高壓脈沖開關，所述超高壓脈沖開關包括由減速電動機帶動旋轉的轉軸上的中部尖端導體，絕緣箱體上下相應位置裝有靜止的底部尖端導體和頂部尖端導體，中部尖端導體與底部尖端導體和頂部尖端導體之間有擊穿間隙；

所述同軸式流體處理空腔包括中空的流體腔，流體腔有進水管和出水管，導電棒沿軸向穿入流體腔中，導電棒與流體腔接觸部位之間有絕緣軸密封，位于流體腔中部的導電棒上有直徑大于導電棒直徑的圓軸狀的放電頭，絕緣軸密封延伸至放電頭處，流體腔在靠近放電頭處具有呈圓筒狀的放電外殼，放電頭與放電外殼之間具有放電間隙，導電棒與絕緣箱體中設置的頂部尖端導體連接，流體腔與變壓器次級線圈的低端聯接。

使用時通過水泵使含有微藻的流體從流體腔進水管中通入，并使其從出水管處排出，當流體經過放電頭與放電外殼之間的放電間隙時，間歇瞬間輸出的超高壓脈沖電場就對流體進行微藻破壁處理，通過本實用新型破壁設備可以將微藻破壁，使微藻內富含脂肪的生物活性物質釋放出來，從而從中提取出生物柴油。

本實用新型一種采用串級式發生器(8-30級倍壓)和旋轉法方便獲取所需的大功率的超高壓脈沖，該脈沖因采用旋轉法獲得，具有超高壓(200KV-1000KV)、大功率(5KW-500KW)、脈沖前沿陡峭、脈沖頻率低(0.1Hz-30Hz)和作用時間極短的特點，爆炸效應使微藻細胞膜一次性穿孔，破壁了之。

本實用新型工作原理是：變壓器先產生一個中壓，再由100-100000個電容器組和二極管組，將該中壓進一步升高并存儲電荷。電容器采用低價位的國產電容器串聯而成，從而大幅度地降低了制作成本。本實用新型所產生的脈沖電場因脈沖前沿陡峭，爆炸效應好，擊穿能力強，脈沖電場放電時間短，能耗低。