[發明專利]一種紅外激光加熱細胞增容破壁的裝置及方法

有效

• 申請號: 202011251937.8
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112300909B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 曾和平;胡夢云;張青山
• 申請（專利權）人: 華東師范大學重慶研究院;上海朗研光電科技有限公司;華東師范大學
• 主分類號: C12M1/33
• 分類號: C12M1/33;C12M1/02;C12M1/00;C12N1/06;F25D3/10;F26B3/30
• 代理公司: 上海藍迪專利商標事務所(普通合伙) 31215
• 代理人: 徐筱梅;張翔

1.一種紅外激光加熱細胞增容破壁的裝置，其特征在于，它包括液氮冷卻系統（1）、粉碎機（2）、粉末流量控制閥（3）、真空系統（4）、疊螺機（5）、紅外激光器激勵干燥機（6）、第三開關閥（7）、第四開關閥（8）及第五開關閥（9）；

所述液氮冷卻系統（1）由第一輸料管（11）、第一盤管（12）、第二輸料管（13）、第二盤管（14）及液氮制冷機（15）構成；

所述第一盤管（12）纏繞在第一輸料管（11）外側，第二盤管（14）纏繞在第二輸料管（13）外側，所述液氮制冷機（15）分別與第一盤管（12）及第二盤管（14）連接；

所述真空系統（4）由真空泵（41）、第一開關閥（42）、第一真空管（43）、第二開關閥（44）、第二真空管（45）及三通閥（46）構成；

所述三通閥（46）的三個管口分別與真空泵（41）、第一開關閥（42）及第二開關閥（44）連接，第一真空管（43）與第一開關閥（42）連接，第二真空管（45）與第二開關閥（44）連接；

所述紅外激光器激勵干燥機（6）由紅外激光器（61）、干燥箱（62）及傳輸帶（63）構成；

所述干燥箱（62）為箱體件，其上設有激光器座（624）、真空管接口（621）、物料進口（622）及物料出口（623）；

所述傳輸帶（63）設于干燥箱（62）內且位于物料進口（622）及物料出口（623）之間；所述紅外激光器（61）設于干燥箱（62）的激光器座（624）上；

所述紅外激光器激勵干燥機（6）為兩件；

所述液氮冷卻系統（1）的第一輸料管（11）、粉碎機（2）、粉末流量控制閥（3）、液氮冷卻系統（1）的第二輸料管（13）、第三開關閥（7）、第一件干燥箱（62）、第四開關閥（8）、疊螺機（5）、第五開關閥（9）及第二件干燥箱（62）依次管道連接；

所述真空系統（4）的第一真空管（43）及第二真空管（45）分別與第一件干燥箱（62）及第二件干燥箱（62）的真空管接口（621）連接。

2.根據權利要求1所述的一種紅外激光加熱細胞增容破壁的裝置，其特征在于，所述液氮冷卻系統（1）的第一輸料管（11）上設有投料口（111）。

3.根據權利要求1所述的一種紅外激光加熱細胞增容破壁的裝置，其特征在于，所述第二件干燥箱（62）的物料出口（623）設有成品收集箱（625）。

4.一種使用權利要求1-3任意一項所述紅外激光加熱細胞增容破壁的裝置進行紅外激光加熱細胞增容破壁的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

a）、選待加工物料：選用植物或微生物固態物料；

b）、一次低溫冷卻：通過制冷機對第一輸料管制冷，將固態物料置于第一輸料管內進行一次冷卻處理，形成一次冰凍固態物料；溫度為：-5℃～ -10℃；時長為：10min；

c）、機械粉碎：選用粉碎機，將一次冰凍固態物料輸送至粉碎機，在低溫條件下對一次冰凍固態物料進行機械研磨、粉碎，形成粉末物料；顆粒直徑為：20～100μm；

d）、流量控制：選用粉末流量控制閥控制粉末物料的流量并輸入至第二輸料管；

e）、二次低溫冷卻：在第二輸料管內對粉末物料進行二次冷卻處理，形成二次冰凍固態物料；溫度為：-5℃～-10℃；時長為：10min；

f）、一次紅外激光輻照：將二次冰凍固態物料輸送至真空的第一件干燥箱，紅外激光對二次冰凍固態物料進行輻射加熱，實現細胞增容，形成增容物料；紅外激光脈沖峰值功率為：0.1MW～0.15MW；波長為：1030nm；真空度為：100～10000Pa；

g）、脫水處理：選用疊螺機，將增容物料依次輸送至疊螺機內進行脫水，增容物料通過動靜環片擠壓，實現物料內水分脫除，形成脫水物料；

h）、二次紅外激光輻照：將脫水物料輸送至真空的第二件干燥箱，紅外激光對脫水物料進行真空輻照干燥，形成成品；紅外激光脈沖峰值功率為：0.1MW～0.15MW；波長為：1030nm；真空度為：100～10000Pa。