本发明属于生物生产设备，具体涉及一种微藻养殖用连续过滤设备。
背景技术：
1、微藻是指一类形态微小(通常需要显微镜观察)，能够进行光合作用，主要为单细胞或者简单多细胞形式的藻类。作为地球上最古老的初级生产者之一，微藻可以通过光合作用，吸收二氧化碳，释放氧气，而且光合速率高、繁殖快、适应环境性强。微藻是地球上将无机碳(co2)与无机氮(nox)转化为有机碳(糖类与油脂)和有机氮(蛋白质)效率最高的一种生物，生物质产量可达到陆地植物的300倍，其吸收转化二氧化碳的能力相当于同面积森林的10～50倍。微藻同时富含蛋白、油脂、多不饱和脂肪酸(epa、dha)、多糖、维生素、天然色素(叶绿素、类胡萝卜素)、微量元素等。作为重要的新能源和食品原料，微藻产品越来越引起人们的注意，目前我国微藻年产量约为一万吨干粉，全球有超过2000家企业活跃于微藻生产或加工。
2、不论在国内还是国外，如何进行微藻的大规模连续化高效生产都是一个技术难题，而其中的过滤问题尤为突出。微藻的尺寸一般在1μm～100μm，工业中通常采用膜过滤+板框压滤的办法，但微藻易形变、易粘附的特点给过滤带来很大麻烦，导致过滤成本的大幅增加，在微藻的生产环节中，过滤费用超过生产成本的30％。另一方面，目前的微藻过滤几乎全都是间歇生产，无法满足连续化生产的需要。
3、本发明针对微藻的固液分离特点，提供了一种微藻养殖用连续过滤设备，其研究目前尚属空白。
技术实现思路
1、本发明的目的是弥补现有技术的不足，以解决微藻生产过程中的连续化固液分离问题，提供一种微藻养殖用连续过滤设备。本发明的连续过滤设备能够实现微藻的连续化、高效高速的固液分离，具有结构简单，操作简单，维护简单，制造成本低等优点。
2、为了达到上述的目的，本发明采取以下技术方案：
3、一种微藻养殖用连续过滤设备，其包括涡旋进料器、过滤管和滤饼出料器；所述涡旋进料器的入口用于微藻浆料进料，所述涡旋进料器的出口与所述过滤管的一端相连接；所述过滤管包括管式过滤膜、外壳和滤液出料口，所述管式过滤膜为非对称微孔金属膜，用于微藻浆料的过滤，所述滤液出料口设置于外壳下部，用于过滤后滤液的排出；所述滤饼出料器与所述过滤管的另一端相连接，用于过滤后滤饼的排出。
4、上述微藻养殖用连续过滤设备以涡旋进料器为流体涡旋发生单元，过滤管为过滤单元，微藻浆料通过涡旋进料器进入过滤管，在管内形成剧烈运动的螺旋型流场，滤液在管内压力作用下通过管式过滤膜连续排出，微藻浆料在螺旋下降过程中不断浓缩，并最终从过滤管出料口连续排出。
5、在本发明的连续过滤设备中，所述涡旋进料器入口为蜗壳式；优选的，入口导管为半圆或全圆周状。
6、在本发明的连续过滤设备中，所述涡旋进料器的入口角度为90～150°，优选的，所述涡旋进料器的入口角度为120°。
7、在本发明的连续过滤设备中，当所述涡旋进料器出口直径较大时，入口可以为双进口或三进口，以提高涡旋效果。
8、在本发明的连续过滤设备中，所述管式过滤膜的长径比为10～2000，优选的，长径比为200。
9、在本发明的连续过滤设备中，所述管式过滤膜的相对透气系数＞80m3/(h·kpa·m2)，最优的为150m3/(h·kpa·m2)。
10、在本发明的连续过滤设备中，所述过滤管采用气体反吹方式进行清理，反吹压力为100～2000kpa，优选的，反吹压力为500kpa。
11、在本发明的连续过滤设备中，所述管式过滤膜的内层为金属多孔分离层，外层为金属多孔支撑层。金属多孔支撑层的强度较高，在非对称微孔金属膜中起到支撑补强的作用。金属多孔分离层主要起到过滤分离的作用，用于控制过滤的精度。
12、所述金属多孔支撑层的平均孔径为10～50μm，优选的，所述金属多孔支撑层的平均孔径为20μm。
13、所述金属多孔分离层的平均孔径为0.5～5μm，优选的，所述金属多孔分离层的平均孔径为1μm。
14、所述金属多孔分离层的厚度为3～1000μm，优选的，所述金属多孔分离层的厚度为100μm。
15、在本发明的连续过滤设备中，所述滤饼出料器采用缩口变径设计，且通过阀门控制滤饼的出料量。
16、在本发明的连续过滤设备中，所述滤饼出料器内部为圆滑设计并经抛光处理，以避免出现存料死区，降低出料阻力。
17、本发明的连续过滤设备中，所述涡旋进料器、过滤管和滤饼出料器通过法兰连接，以便于检修和清洗。
18、本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
19、1)本发明所提供的微藻养殖用连续过滤设备，将涡旋技术与管式过滤技术相结合，通过涡旋湍流有效避免滤饼堆积、降低滤饼层厚度、减少滤孔堵塞，实现微藻的连续化、高效高速的固液分离。
20、2)本发明的连续过滤设备适应能力强，对浆料浓度不敏感，无需进行预过滤处理。
21、3)本发明针对微藻的尺寸特点，采用特殊孔径设计的非对称微孔金属膜作为过滤介质，可以满足绝大部分商用微藻的过滤和生产需要。
22、4)本发明的连续过滤设备结构简单，操作简单，维护简单，制造成本低，可直接通过法兰与现有微藻过滤系统实现模块化的快速连接，便于技术的快速推广和应用。
1.一种微藻养殖用连续过滤设备，其特征在于，包括涡旋进料器、过滤管和滤饼出料器；所述涡旋进料器的入口用于微藻浆料进料，所述涡旋进料器的出口与所述过滤管的一端相连接；所述过滤管包括管式过滤膜、外壳和滤液出料口，所述管式过滤膜为非对称微孔金属膜，用于微藻浆料的过滤，所述滤液出料口设置于外壳下部，用于过滤后滤液的排出；所述滤饼出料器与所述过滤管的另一端相连接，用于过滤后滤饼的排出。
2.根据权利要求1所述的一种微藻养殖用连续过滤设备，其特征在于，所述涡旋进料器入口为蜗壳式。
3.根据权利要求1所述的一种微藻养殖用连续过滤设备，其特征在于，所述涡旋进料器的入口角度为90～150°。
4.根据权利要求1所述的一种微藻养殖用连续过滤设备，其特征在于，所述管式过滤膜的长径比为10～2000。
5.根据权利要求1所述的一种微藻养殖用连续过滤设备，其特征在于，所述管式过滤膜的相对透气系数＞80m3/(h·kpa·m2)。
6.根据权利要求1所述的一种微藻养殖用连续过滤设备，其特征在于，所述管式过滤膜的内层为金属多孔分离层，外层为金属多孔支撑层。
7.根据权利要求6所述的一种微藻养殖用连续过滤设备，其特征在于，所述金属多孔支撑层的平均孔径为10～50μm，所述金属多孔分离层的平均孔径为0.5～5μm，所述金属多孔分离层的厚度为3～1000μm。
8.根据权利要求1所述的一种微藻养殖用连续过滤设备，其特征在于，所述滤饼出料器采用缩口变径设计，且通过阀门控制滤饼的出料量，所述滤饼出料器内部为圆滑设计并经抛光处理。
