多能级分子材料细胞撕裂设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多能级分子材料细胞撕裂设备，其特征在于，它包括主机底座模块及其上设置的多级能量场细胞撕裂机构、进料机构、出料机构和温度交换机构；多级能量场细胞撕裂机构包括动力系统以及能量场发生器模块、包含至少两级同轴的内径大小不同的能量场腔体的能量场腔体模块，能量场发生器模块包括与动力系统连接的旋转主轴、设置在能量场腔体内的至少两个叶盘，叶盘设置在旋转主轴上，动力系统为旋转主轴的转动提供动力；进料机构、出料机构分别与能量场腔体模块连接。本实用新型专利技术可实现全智能数字控制，产量高、成本低，能耗低，适应性广，稳定性好，无污染，适用于纳米生物材料和纳米中药材加工，在食品和医药工业有明显的效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及纳米材料制备领域，尤其涉及一种能级分子材料细胞撕裂设备。
技术介绍
超微粉体技术被国内外科技界称为跨世纪的高新技术。随着科学技术的迅速发展，超微材料和纳米材料的研究应用，具有广阔的应用前景，对推动工业技术进步有着极其重要的作用。纳米材料,又称超微粉或超细粉，一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒，是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。纳米材料的制备技术主要使用化学方法制备，有酶溶法及化学渗透法、激光法等。当然，也有物理方法制备的，如高压匀浆法、高速珠磨法、高压匀浆法、超声破碎法、低温微纳米破壁法。高压匀浆法：设备是高压匀浆器，它由高压泵和匀浆间组成，英国ADV公司和美国Microfluidics公司均有产品出售。其破碎机理：分子细胞在一系列过程中经历了高速造成的剪切，碰撞以及由高压到常压的变化从而造成分子细胞的破碎。存在的问题：较易造成堵塞的团状或丝状真菌分子细胞，较小的革兰氏阳性首以及有些亚分子细胞，质地坚硬，易损伤匀浆阀，也不适合用该法处理。高速珠磨法：设备是珠磨机，瑞士WBC公司和德国西门子机械公司均制造各种型号的珠磨机，其破碎机下：微生物细胞悬浮液与极细的研磨剂在搅拌浆作用下充分混合，珠子之间以及珠子和分子细胞之间和互相剪切、碰撞，促使分子细胞壁破碎，释出内含物，在珠波分离器的协助下，珠子被滞留在破碎室内，浆液流出，从而实现连续操作，破碎中，产生的热量由夹套中的冷却液带走。存在的问题：操作参数多，一般赁经验估计并且珠子之间的液体损失30％左右。超声破碎：频高于15～20KHz的超声波在高强度声能输入下可以进行分子细胞破碎。其破碎机理：可能与空化现象引起的冲击波和剪切力有关。超声破碎的效率与声频、声能、处理时间、分子细胞浓度及首种类型等因素有关。存在问题；超声波破碎在实验室规模应用较普遍，处理少量样品时操作简便，液量损失少，但是超声波产生的化学自由基团能使某些敏感性活性物质变性失活。而且大容量装置声能传递，散热均有困难。低温微纳米破壁：将物质放在-170度的低温下使其冷冻，随后在常温下融化，如此反复，使得分子细胞壁破碎。存在的问题：建造低温环境对设备需求较高，采用温差破碎成本较高。酶溶法：就是用生物酶将细胞壁和细胞腊消化溶解的方法。常用的溶酶有溶菌酶β-1.3-葡聚糖酶、蛋白酶等。存在的问题；易造成产物抑制作用，这可能是导致胞内物质释放率低的一个重要因素。而且溶酶价格高，限制了大规模利用。若回收溶酶，则又增加百分离纯化溶酶的操作。另外酶溶法通用性差，不同菌种需选择不同的酶。化学渗透法：某些有机溶剂(如苯、甲苯)、抗生素、表面活性剂、金属螯合剂、变性剂等化学药品都可以改变分子细胞壁或膜的通透性从而使内合物有选择地渗透出来。其作用机理；化学渗透取决于化学试剂的类型以及分子细胞壁和膜的结构与组成。存在的问题；时间长，效率低；化学试剂毒性较强，同时对产物也有毒害作用，进一步分离时需要用透析等方法除去这些试剂；通用性差：某种试剂只能作用于某些特定类型的微生物细胞。激光诱导法：即由块状物经一定的加热方式使之气化，再经冷凝而形成超微粉体沉积而取得。单一金属材料可依上述工艺方法来制取。存在的问题；合成量不大、仅能小量生产，小时产量仅有百克左右，成本昂贵并且改变了材料的许多结构和性质，以及材料相的变化限定了其应用领域。超微材料(亚微米及纳米级)是21世纪的基础材料，是当前高科技领域国际竞争的热点之一。物理制备技术能否生产超微材料和纳米材料是目前科技界非常渴望和关注的一项跨时代的科研攻关项目。目前世界各国特别是工业发达国家，政府每年都投入巨资进行这方面的研究与开发。鉴于目前超微粉体材料，特别是纳米材料研究应用的现状和存在的技术问题，因此，如何能研究出比现有技术更为先进的制备设备和制备方法，以实现高效地生产所需的纳米粉体，是本领域技术人员不断探讨和非常关注的课题。针对现有技术中存在的问题，本申请人设计了一种“能级分子材料细胞撕裂设备”，并在专利公开号为CN104760930A的专利申请中公开，它是根据克罗科定理，利用超声速气流形成所需要的漩涡湍流流体，利用漩涡湍流流体撕裂分子材料细胞，以制得预定颗粒直径的纳米材料。但是，它还存在以下缺陷：1、由于该专利结构中的能级分子材料细胞撕裂设备，其能量腔体只有一个，因此存在其出料颗粒中的相同颗粒所占的比例小，产品质量不均匀，并且无法很好的适应各种不同的材料并生产出不同品种和颗粒的产品；2、能量发生器模块中的旋转轴依靠的是高速联轴器与电机连接，传递旋转动力，因此，对旋转轴的前后轴承的同轴度要求非常高，但目前采用的安装轴承的方式，前后轴承的同轴度无法调整，使用一段时间后，发热量会逐步增大，影响使用寿命，难以满足生产的需求。
技术实现思路
本技术的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种不仅结构简单，产量大，无污染，精度高，生产效率高，性能稳定的多能级分子材料细胞撕裂设备。本技术是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种多能级分子材料细胞撕裂设备，其特征在于，它包括主机底座模块及其上设置的多级能量场细胞撕裂机构、进料机构、出料机构和温度交换机构；多级能量场细胞撕裂机构包括动力系统以及能量场发生器模块、包含至少两级同轴的内径大小不同的能量场腔体的能量场腔体模块，能量场发生器模块包括与动力系统连接的旋转主轴、设置在能量场腔体内的至少两个叶盘，叶盘设置在旋转主轴上，动力系统为旋转主轴的转动提供动力；进料机构、出料机构分别与能量场腔体模块连接；温度交换机构包括温度交换模块外壳和温度交换模块外壳盖板，能量场腔体模块设置在温度交换模块外壳内，在能量场腔体模块内的分子材料细胞的撕裂、粉碎过程通过温度交换模块外壳，实现在可控温环境下瞬间完成热交换，过程中产生的热量通过设置冷却液循环交换。作为上述方案的进一步说明，所述能量场腔体模块的相邻两级能量场腔体之间设置有中间环形隔板。优选地，能量场腔体模块包括两级能量场腔体，第一能量场腔体的端部设置有外盖板，第二能量场腔体外设置有圆环状空心控制环盖板，外盖板、第一能量场腔体、中间环形隔板、第二能量场腔体、圆环状空心控制环盖板沿同一轴向方向依次设置，圆环状空心控制环盖板外连接有出料、负反馈气流分配器。所述第二能量场腔体的下部设置有第二能量场腔体螺栓塞，第二能量场腔体螺栓塞穿过温度交换模块外壳并通往第二能量场腔体，第二能量场腔体螺栓塞与温度交换模块外壳可以拆卸连接，起到加入和排除清洁液作用；第二能量场腔体的上部设置有加物料螺栓塞，加物料螺栓塞穿过温度交换模块外壳并通往第二能量场腔体，加物料螺栓塞与温度交换模块外壳可以拆卸连接，起到加入物料作用；第一能量场腔体的下部设置有第一能量场腔体螺栓塞，第一能量场腔体螺栓塞穿过温度交换模块外壳，并通往第一能量场腔体，起到加入和排除清洁液作用；在第二能量场腔体的圆环状空心控制环盖板的中心孔设置有出料口调节板，起到调节出料颗粒大小和均匀的作用，出料、负反馈气流分配器与出料口调节板连接，出料、负反馈气流分配器的输出端依次连接固定有负反馈气流导管，起到出料与负反馈气压的调节和分配的作用，负反馈气流导管的端部设置有出料引出口。所述动力系统采用电机形式，电机的轴端通过高速联轴器与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多能级分子材料细胞撕裂设备，其特征在于，它包括主机底座模块及其上设置的多级能量场细胞撕裂机构、进料机构、出料机构和温度交换机构；多级能量场细胞撕裂机构包括动力系统以及能量场发生器模块、包含至少两级同轴的内径大小不同的能量场腔体的能量场腔体模块，能量场发生器模块包括与动力系统连接的旋转主轴、设置在能量场腔体内的至少两个叶盘，叶盘设置在旋转主轴上；进料机构、出料机构分别与能量场腔体模块连接；温度交换机构包括温度交换模块外壳和温度交换模块外壳盖板，能量场腔体模块设置在温度交换模块外壳内。

【技术特征摘要】
2015.10.16 CN 201520807447X1.一种多能级分子材料细胞撕裂设备，其特征在于，它包括主机底座模块及其上设置的多级能量场细胞撕裂机构、进料机构、出料机构和温度交换机构；多级能量场细胞撕裂机构包括动力系统以及能量场发生器模块、包含至少两级同轴的内径大小不同的能量场腔体的能量场腔体模块，能量场发生器模块包括与动力系统连接的旋转主轴、设置在能量场腔体内的至少两个叶盘，叶盘设置在旋转主轴上；进料机构、出料机构分别与能量场腔体模块连接；温度交换机构包括温度交换模块外壳和温度交换模块外壳盖板，能量场腔体模块设置在温度交换模块外壳内。2.根据权利要求1所述的多能级分子材料细胞撕裂设备，其特征在于，所述能量场腔体模块的相邻两级能量场腔体之间设置有中间环形隔板。3.根据权利要求1所述的多能级分子材料细胞撕裂设备，其特征在于，能量场腔体模块包括两级能量场腔体，第一能量场腔体的端部设置有外盖板，第二能量场腔体外设置有圆环状空心控制环盖板，外盖板、第一能量场腔体、中间环形隔板、第二能量场腔体、圆环状空心控制环盖板沿同一轴向方向依次设置，圆环状空心控制环盖板外连接有出料、负反馈气流分配器。4.根据权利要求3所述的多能级分子材料细胞撕裂设备，其特征在于，所述第二能量场腔体的下部设置有第二能量场腔体螺栓塞，第二能量场腔体螺栓塞穿过温度交换模块外壳并通往第二能量场腔体，第二能量场腔体螺栓塞与温度交换模块外壳可以拆卸连接，起到加入和排除清洁液作用；第二能量场腔体的上部设置有加物料螺栓塞，加物料螺栓塞穿过温度交换模块外壳并通往第二能量场腔体，加物料螺栓塞与温度交换模块外壳可以拆卸连接，起到加入物料作用；第一能量场腔体的下部设置有第一能量场腔体螺栓塞，第一能量场腔体螺栓塞穿过温度交换模块外壳，并通往第一能量场腔体；在第二能量场腔体的圆环状空心控制环盖板的中心孔设置有出料口调节板，起到调节出料颗粒大小和均匀的作用，出料、负反馈气流分配器与出料口调节板连接，出料、负反馈气流分配器的输出端依次连接固定有负反馈气流导管，负反馈气流导管的端部设置有出料引出口。5.根据权利要求1所述的多能级分子材料细胞撕裂设备，其特征在于，所述动力系统采用电机形式，电机的轴端通过高速联轴器与旋转主轴连接配合，在能量场腔体模块的前后端分别设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨华，文艺，
申请(专利权)人：广州奥脉机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44