一种基于激光破壁孢子和细胞的破壁装置及工位组合方法

技术领域

本发明属于激光破壁孢子技术领域，具体涉及一种基于激光破壁孢子和细胞的破壁装置及工位组合方法。

背景技术

植物孢子和花粉孢子的内含物不仅是植物的生命源泉，而且还是微型营养宝库，其中许多营养物质至今是人类还不能合成的，为了获取孢子的内含物质，人们在不断地追求将孢子坚硬的多层壁壳打破。例如灵芝孢子的破壁技术研究已有二十多年，不同阶段流行着化学破壁法、生物酶破壁法、机械破壁法、物理破壁法等，这些破壁方法虽然都取得了一定的进展，但是破壁效果和无损提取内含物效果皆不尽理想、存在着这样和那样的不足，因此大部分研究仅局限于在实验室中开展。

不管采取何种方法破壁孢子，离开孢子破壁后提取内含物的数量和质量来谈论破壁率高低是不太科学的。例如灵芝孢子，采取机械破壁法的破壁率最高，电镜下显示为满屏碎渣，但在破壁过程中必然存在的氧化、焦化，特别是重金属污染使得所谓破壁灵芝孢子几乎毫无营养价值可言。虽然无论何种破壁技术对孢子内含物营养都会有不同程度的破坏，但在追求较高破壁率的情况下如何尽量减少破壁工艺对孢子内含物的破坏程度才是需要认真对待的主要问题。例如破壁灵芝孢子、比较科学的检测方法就是通过破壁后灵芝孢子内含物的二项主要指标物总三萜和总多糖按照mg/g来检测含量；例如油菜花粉孢子、比较科学的检测方法就是通过破壁后检测黄酮类天然化合物等营养成分mg/g含量，油菜花粉孢子内含的黄酮类天然化合物是治疗男性前列腺疾病的无毒药物。从目前主要流行的破壁技术来看，激光破壁孢子和细胞无疑是最佳的破壁技术，实现了几乎无损、无氧化和无污染的高效破壁提取其内含物质。

随着激光应用技术的快速发展，直接利用激光破壁药源植物孢子和花粉孢子的技术也开始发展，但是激光破壁法如何尽可能地在提高破壁效率的前提下最大程度的防止激光对操作员工的光伤害，是广泛推广使用激光应用于破壁植物孢子和花粉孢子的难题。

目前在利用激光破壁孢子的各种工艺方法中，主流的破壁工艺方法有水幕法和搅拌法，其中水幕法激光破壁工艺已进入研发雏形生产线阶段并取得一定的成果。时下的水幕法激光破壁工艺中破壁装置在结构上均采用激光器水平方向出光方式，采用激光器水平方向出光则破壁装置中的玻璃靶必定是立式安装与出光方式配合。该出光方式的第一个好处是利用输送物料的蠕动泵对物料流体的推动作用很容易在薄扁平型空心玻璃靶内产生一种由下至上流动的悬浊液物料水幕墙流态，牛顿万有引力保证了该水幕墙流态在空心玻璃靶里面总是满满的充盈了物料，操作员工可以把激光的扫描区域设置在玻璃靶的合适位置执行激光扫描。采取水平方向出光的第二个好处是比较容易在空心的玻璃靶内实现悬浊液物料的流场保持一定的湍流度。目前各式各样的被动控制湍流或主动控制湍流的立式靶标破壁装置应运而生，在空心薄扁平型的玻璃靶内具有一定湍流度的流场可以提高玻璃靶内物料中孢子的置换率，这是防止孢子被激光过度辐照而被烧灼碳化、提高孢子破壁效率和破壁率的一个非常重要的环节。

水幕法工艺采用激光器水平方向出光方式的不足之处其一是带给操作员工的安全隐患问题，由于激光破壁工艺一般需要使用IV级以上中高功率低波长或高波长的激光器，这类激光波长基本上都是不可见光，而破壁装置和搭建工位需要的辅助部件等都在激光发射窗口的工作平面范围内，尽管工位内的电源和控制部件以及金属电气防护罩都经过黑化处理防止反射光和漫射光，但激光器的光学透镜组的直射、折射、漫射和透射光的水平照射问题无法解决。另外，破壁装置的玻璃靶扫描区域表面存在的约4％反射率的反射光，该反射光若直视入人眼将可能会造成永久性伤害。激光器使用安全注意事项都规定员工在采用激光器水平方向出光的工作平面范围内活动都必须要穿长款的白色工作服；佩戴好相应波长的激光防护镜；还要在裸露的皮肤表面涂抹SPF30以上的防晒霜。不足之处其二是激光水平方向出光的激光器发射窗口工作平面辐照范围大、且低波长或高波长的激光相当于是一个辐射源，例如紫外激光器输出20W的不可见紫外光至少可以辐射到10公里以外。一个激光破壁车间里存在有数十台激光器，几乎整个车间都在激光工作平面范围内，因此，对激光破壁车间的光伤害防护要求比较高，厂房投资也相应增加。

例如破壁灵芝孢子常用的激光波长范围是260nm～400nm，该激光波长是人类肉眼不可见的极紫外光、紫外光或近蓝光，这区间的激光波长对人体有不同程度的伤害。另外，植物孢子一般有多层壁壳，例如灵芝孢子就有二层壁壳，搭建一个破壁工位需要使用数套破壁装置组合成为一个工位，导致激光器的工作平面范围加大。本发明的目的是创新破壁装置而改变激光器发射窗口的出光方向，使得激光器发射窗口的工作平面由水平方向出光改变为由上至下的垂直方向出光，通过改变激光器的工作平面，避免了操作员工被激光直接照射的潜在危险，以此创新尽量消除水幕法工艺激光破壁孢子对操作员工潜在的安全隐患问题和减少厂房车间投资的问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种基于激光破壁孢子和细胞的破壁装置及工位组合方法。

本发明所采用的技术方案为：

一种基于激光破壁孢子和细胞的破壁装置，包括能量转换靶标、湍流输送组件和泡沫碎渣冷凝回收器；所述能量转换靶标包括铝合金框架，所述铝合金框架上固定设有玻璃靶，所述玻璃靶的两端分别设有输出Z形引流带和输入Z形引流带，所述输出Z形引流带和所述输入Z形引流带分别与所述玻璃靶连通，所述输出Z形引流带远离所述玻璃靶的一端固定设有出料管道，所述输入Z形引流带远离所述玻璃靶的一端固定设有进料管道；所述湍流输送组件包括湍流发生器和蠕动泵，所述湍流发生器上固定设有输出口和输入口，所述蠕动泵上固定设有输出管和输入管，所述输入管和所述输出口连接，所述输出管与所述进料管道连接；所述泡沫碎渣冷凝回收器包括亚克力水箱，所述亚克力水箱内安置有蛇形管，所述蛇形管的两端分别形成泡沫碎渣输入端和泡沫碎渣输出端，所述输出Z形引流带上固定设有泡沫管道，所述泡沫管道与所述泡沫碎渣输入端连通。

作为本发明的优选，所述玻璃靶为二氧化硅材质，所述玻璃靶由石英玻璃面板和槽型玻璃背板组合形成；所述铝合金框架为黑化无磁铝合金材质。

作为本发明的优选，还包括物料台，所述物料台上可拆卸安装有十字滑台，所述破壁组件可拆卸安装在所述十字滑台上。

作为本发明的优选，所述物料台包括X向位移器和Y向位移器，所述破壁组件通过第一镂空隔托板与所述X向位移器连接，所述X向位移器通过第二镂空隔托板与所述Y向位移器连接，所述第一镂空隔托板和所述第二镂空隔托板为黑化无磁铝合金材质，所述第一镂空隔托板和所述第二镂空隔托板的尺寸相同且大于所述铝合金框架的外围尺寸。

作为本发明的优选，所述第一镂空隔托板的两端分别固定设有一个Z形引流支撑架，所述输出Z形引流带和所述输入Z形引流带分别安置在两个所述Z形引流支撑架上。

作为本发明的优选，所述十字滑台的一侧设有升降座，所述升降座固定设置在所述物料台上，所述升降座远离所述物料台的一端固定设有支架，所述支架上固定设有激光器，所述激光器在所述物料台上的投影与所述破壁组件对应。

作为本发明的优选，所述蛇形管为二氧化硅材质，所述泡沫碎渣输入端通过塑料软管与所述泡沫管道连接。

作为本发明的优选，所述泡沫碎渣输入端和所述泡沫碎渣输出端分别贯穿所述亚克力水箱，所述泡沫碎渣输入端和所述泡沫碎渣输出端分别位于所述亚克力水箱的两端，所述亚克力水箱的一侧固定设有冷风口。

一种基于激光破壁孢子和细胞的破壁装置的工位组合方法，每个工位包括多个独立的破壁装置，各个破壁装置之间直接进料，采用管道串联构成一个工位，多个工位并联汇入产线物料输送管路系统。

作为本发明的优选，属于同一工位的多个破壁装置内物料流速相同。

本发明的有益效果为：

1)由于改变了激光器发射窗口的工作平面方向，彻底杜绝了操作员工被激光直接照射的可能性，而且不但生产车间光污染程度大大的降低，还很好的降低了对激光破壁车间的光污染防护的投资成本。

2)由数个破壁装置组合而成的工位是水幕法激光破壁工艺生产线中的一个可控独立加工单元、是一条生产线控制系统中的一个下级加工单元，可以实现模块化。

3)万一生产线一个工位中的某个破壁装置出现意外故障、包括配属该破壁装置的激光器出现故障等，生产线可以仅把该工位退出生产线而不影响其它工位生产，保障了生产线连续生产的可能性。

4)破壁装置除能量转换靶标的玻璃靶是易耗品，石英玻璃面板被激光瑞利距离效应打花后需要更换，其它的部件都是选用工业成熟品，一套破壁装置的造价相对比较低廉。

5)几乎不存在孢子和细胞内含物营养成分流失的可能，生产线出来的产品是提供给下游企业的是破壁孢子和细胞的原液，下游企业可根据自己的需要进行破壁孢子原液的壁壳分离、医学提纯等后处理。

6)有一定的杀菌作用。采用发明破壁孢子和细胞不但没有重金属污染、没有碳化污染，没有氧化污染，自开始破壁就不再与自然界空气接触，反而是因为激光光能对大部分细菌有杀灭的功能。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明的其中一个工位的结构示意图；

图2是本发明图1的其中一个破壁装置的结构示意图；

图3是本发明图2的能量转换靶标结构示意图；

图4是本发明图3的俯视结构示意图；

图5是本发明图3与十字滑台配合的结构示意图；

图6是本发明图5的俯视结构示意图；

图7是本发明的湍流输送组件结构示意图；

图8是本发明的泡沫碎渣冷凝回收器(透视)结构示意图；

图9是本发明采用本发明对松花粉孢子破壁前后的电镜图(左边破壁前)。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1-9说明本发明的具体实施方式，一种基于激光破壁孢子和细胞的破壁装置，包括能量转换靶标、湍流输送组件和泡沫碎渣冷凝回收器；所述能量转换靶标包括铝合金框架28，所述铝合金框架28上固定设有玻璃靶27，所述玻璃靶27的两端分别设有输出Z形引流带26和输入Z形引流带29，所述输出Z形引流带26和所述输入Z形引流带29分别与所述玻璃靶27连通，所述输出Z形引流带26远离所述玻璃靶27的一端固定设有出料管道12，所述输入Z形引流带29远离所述玻璃靶27的一端固定设有进料管道14；所述湍流输送组件包括湍流发生器40和蠕动泵38，所述湍流发生器40上固定设有输出口39和输入口41，所述蠕动泵38上固定设有输出管37和输入管42，所述输入管42和所述输出口39连接，所述输出管37与所述进料管道14连接；所述泡沫碎渣冷凝回收器包括亚克力水箱18，所述亚克力水箱18内安置有蛇形管17，所述蛇形管17的两端分别形成泡沫碎渣输入端15和泡沫碎渣输出端19，所述输出Z形引流带26上固定设有泡沫管道13，所述泡沫管道13与所述泡沫碎渣输入端15连通。

有益地，所述玻璃靶27为二氧化硅材质，所述玻璃靶27由石英玻璃面板和槽型玻璃背板组合形成；所述铝合金框架28为黑化无磁铝合金材质。

有益地，还包括物料台24，所述物料台24上可拆卸安装有十字滑台25，所述破壁组件23可拆卸安装在所述十字滑台25上。

有益地，所述物料台24包括X向位移器32和Y向位移器35，所述破壁组件23通过第一镂空隔托板33与所述X向位移器32连接，所述X向位移器32通过第二镂空隔托板34与所述Y向位移器35连接，所述第一镂空隔托板33和所述第二镂空隔托板34为黑化无磁铝合金材质，所述第一镂空隔托板33和所述第二镂空隔托板34的尺寸相同且大于所述铝合金框架28的外围尺寸。

有益地，所述第一镂空隔托板33的两端分别固定设有一个Z形引流支撑架31，所述输出Z形引流带26和所述输入Z形引流带29分别安置在两个所述Z形引流支撑架31上。

有益地，所述十字滑台25的一侧设有升降座20，所述升降座20固定设置在所述物料台24上，所述升降座20远离所述物料台24的一端固定设有支架21，所述支架21上固定设有激光器22，所述激光器22在所述物料台24上的投影与所述破壁组件23对应。

有益地，所述蛇形管17为二氧化硅材质，所述泡沫碎渣输入端15通过塑料软管与所述泡沫管道13连接。

有益地，所述泡沫碎渣输入端15和所述泡沫碎渣输出端19分别贯穿所述亚克力水箱18，所述泡沫碎渣输入端15和所述泡沫碎渣输出端19分别位于所述亚克力水箱18的两端，所述亚克力水箱18的一侧固定设有冷风口16。

一种基于激光破壁孢子和细胞的破壁装置的工位组合方法，每个工位包括多个独立的破壁组件23，各个破壁装置之间直接进料，采用管道串联构成一个工位，多个工位并联汇入产线物料输送管路系统。

有益地，属于同一工位的多个破壁组件23内物料流速相同。

本发明工作原理：

下面所说的流体是特指由孢子、细胞和纯水组成的符合牛顿流体的悬浊液流体，物料也是特指悬浊液流体。

改变激光器22的工作平面方向最大的难题是如何解决激光辐照对象、即薄扁平型的玻璃靶27里面能够总是满满的充盈水幕墙流态的物料。激光器22水平方向出光方式破壁装置11的玻璃靶27是立式安装，而激光器22垂直方向出光方式破壁装置11的玻璃靶27必须是卧式安装，卧式的玻璃靶27内容易出现不是满满充盈的水幕墙物料流态。为实现所述改变激光器22的工作平面方向之目的，本发明提供了如下优选的技术方案。

破壁装置11由卧式光能/热能转换靶标、即能量转换靶标；带有镂空隔托板的XY向位移器35的物料台24；湍流输送组件；泡沫碎渣冷凝回收器这四个功能部分组成，同时还提供了卧式靶标破壁装置的工位组合方法。

能量转换靶标：

能量转换靶标由食品级塑料Z形输入、输出异形引流带、输出Z形引流带26上布置有泡沫管道13；由紫外光学石英玻璃面板和高透光单一二氧化硅槽型玻璃背板组合而成的玻璃靶27；黑化无磁铝合金框架28构成。激光破壁的过程实际上是光能转换为热能的过程，能量转换的介质是孢子，能量转换靶标是能量转换的场所(图3)。

Z形引流带分为物料的输入Z形引流带29和输出Z形引流带26，输入Z形引流带29的作用其一是把由湍流输送组件输送来的物料由圆形流体在输入Z形引流带29异形边界的作用下变形为薄扁平形的流体推送进入能量转换靶标的玻璃靶27；其二是缓冲储液；其三是固定和封堵强制插入的玻璃靶27进料端，避免漏液渗液。输入Z形引流带29的引流部分可以是三角形、弧形、波纹型等各种有利于被动产生湍流的形状，引流带内径参考玻璃靶27内径，以被动控制湍流的方式来引起进入玻璃靶27物料流体产生湍流。输出Z形引流带26的作用其一是固定和封堵强制插入的玻璃靶27出料端，避免漏液渗液；其二是配合输入带的缓冲储液作用，保证了玻璃靶27内总是充盈满满的物料；其三是提供一个泡沫碎渣出口通道，出口通道采用食品级塑料穿板宝塔型软管接头虹吸引出；其四是把薄扁平形的物料流体再次变形后推出送至圆形输送管道。Z形引流带和玻璃靶27的组合形状实现了在输入、输出Z形引流带26之间存在有玻璃靶27的水面纵比降，利用输入Z形引流带29和输出Z形引流带26形成的高程差与玻璃靶27合适的长度相比的系数可以保证在玻璃靶27内总是充盈满满的物料。输入Z形引流带29、输出Z形引流带26可用专门的Z形引流支撑架31，Z形引流支撑架31可设置在物料台24或者镂空隔托板上。

单一二氧化硅槽型玻璃背板与石英玻璃面板组合成玻璃靶27，石英玻璃面板为平板；槽型玻璃背板是玻璃板两长端侧设有纵肋，纵肋的宽度根据玻璃靶27强度的需要，纵肋的高度决定了玻璃靶27的空心间隔，二块玻璃板组合的玻璃靶27使得该通道呈空心的薄扁平矩形式样。该玻璃靶27是物料流体的通道，也是激光破壁孢子扫描的目标，被铝合金框架28固定在镂空隔托板上。为了防止玻璃靶27漏液和渗液，石英玻璃面板与槽型玻璃背板的条形突出纵肋的结合面可增加薄框形高弹性无毒软塑料垫片或者直接用无毒胶水粘接，玻璃靶27二端与梯形引流带插入的结合面采用无毒胶水粘接。玻璃靶27二块玻璃之间的间隔距离、即纵肋的高度由物料孢子的种类、激光器22类型和其设置的激光扫描出光参数、以及物料流体的速度和流量来共同计算确定。紫外光学石英玻璃面板平面的面积尺寸、也即玻璃靶27平面的面积尺寸，必须满足接受激光器22出光对其辐照扫描参数的要求。由于激光的瑞利距离效应，透过紫外光学石英玻璃面板的激光焦点光斑必然也会让石英玻璃的扫描区域产生高热、甚至把石英玻璃面板打花或因高热爆裂，因此，玻璃靶27的设计平面面积应留有可以适当改变扫描区域的位置，实现在一定的面积范围内分区间做不间断扫描给石英玻璃面板散热(实际每次激光扫描区域36)。

铝合金框架28的作用是通过螺丝把梯形引流带和玻璃靶27组合的能量转换靶标整体固定在X向位移器32的第一镂空隔托板33上，使得组合整体能够做X方向的精准位移。

本优选技术方案能够实现：

在一套卧式安装的破壁装置11内仅更换能量转换靶标即可实现对不同种类孢子和细胞实施激光破壁。植物孢子和花粉孢子的尺寸大不相同，例如灵芝孢子的平均尺寸是6×8um；油菜花粉孢子的平均尺寸是30×45um；松花粉孢子的尺寸达40×60um，孢子的尺寸决定了玻璃靶27的空心间隔距离。考虑到激光焦点光斑的作用区间，该空心间隔距离需要给孢子提供能够快速置换位置的适当空间。通过湍流组件对物料的作用力和输送推动压力给孢子提供动能、Z形引流带的异形边界改变物料流体的流动状态引起的脉动能、高热的玻璃靶27面板和室温玻璃背板之间物料的温差能，将猝发许多小尺度的紊流和对流形成被动控制湍流，实现孢子在狭小空间里的位置快速置换。本优选技术方案即实现了水平方向出光的优势，又克服了水平方向出光的不足(图4)。

带有十字滑台25的物料台24：

1)位移器由2套超薄型电控静音型直线滚珠丝杆滑台模组和对应的2套超薄型精密直线导轨构成，分别负责能量转换靶标做XY向的位移，均需做阳极氧化发黑处理。滑台模组和直线导轨的位移精度选择微米级，滑台模组一般都自带限位块可限制行程。滑台模组的远程控制通讯采用RS232或RS485等工业标准，人机界面设置在总控室或分控室。直线导轨的滑块通过镂空隔托板跟随滑台模组的滑块移动，起到承托负载的作用。

2)1套滚珠丝杠滑台模组和对应的1套直线导轨构成Y向位移器35安装在破壁装置11的物料台24上，二者间隔距离根据第二镂空隔托板34的尺寸。滑台模组和直线导轨皆用螺丝固定在物料台24上。滑台模组的滑块和直线导轨的滑块与镂空隔托板均采用螺丝固定使之成为一个整体。镂空隔托板为黑化无磁铝合金材质，镂空隔托板的外围尺寸大于能量转换靶标铝合金框架28的外围尺寸，厚度足以能够承载X向位移器32和能量转换靶标的一倍质量即可，Y向位移器35负责调整玻璃靶27的X水平线与激光器22焦点光斑中心的位置。

3)1套滚珠丝杠滑台模组和对应的1套直线导轨构成X向位移器32安装在Y向位移器35的镂空隔托板上方，用螺丝固定在镂空隔托板上。滑台模组的滑块和直线导轨的滑块上固定同样一块镂空隔托板使之成为一个整体，用于固定能量转换靶标的铝合金框架28。X向位移器32负责调整玻璃靶27的Y水平线与激光器22焦点光斑中心的位置。通过精确位移控制，使得X水平线和Y水平线的十字中心能够对应激光器22发出的激光中心焦点光斑。

4)物料台24是破壁装置11的基座，安装在生产线的工作台上，需做阳极氧化发黑处理。物料台24也是安装需要就近安装的驱动滚珠丝杆滑台模组的电源和电机驱动器等的场所，需做好黑化电气防护罩防护。凡是可以远程安装的、例如多轴自动控制器；PLC控制器等控制部件和通讯部件都应安装在车间分控室，这是为了防止能量转换靶标漏液渗液和玻璃靶27意外炸裂而影响到控制部件和通讯部件。物料台24和工作台对应前述镂空隔托板的镂空位置也需做镂空处理，镂空尺寸稍大于能量转换靶标的位移范围，万一出现意外情况时玻璃靶27的玻璃碎片可以落入工作台下专门的金属丝回收筐，金属丝回收筐也需要做黑化工艺处理。

本优选技术方案能够实现：

X向位移器32、Y向位移器35的组合安装设计考虑到了适宜能量转换靶标的式样和更换靶标的便利，通常激光器22安装在工作台的Z向升降台上，通过激光器22的镜头组实现由上至下的垂直方向出光，使得激光器22发射窗口的工作平面始终朝向地面。X向位移器32、Y向位移器35的设计思路也考虑到了可以改变激光对玻璃靶27的扫描区域轮换，防止因长时间激光辐照玻璃靶27的固定位置而因激光瑞利距离效应产生的高热损坏玻璃靶27(图5、图6)。

湍流输送组件：

湍流输送组件是一个控制物料输送流量、流速和发生湍流的组件，由可调速蠕动泵38和能够提供孢子动能的湍流发生器40组成。

低压直流调速蠕动泵38自身可以实时监控流体的流量和流速、即可以在蠕动泵38本体编程控制定速、定流量的输送物料，也可以把蠕动泵38的通讯接口作为破壁装置11人机对话的通讯接口，实施远程控制定速、定流量输送。

在可调速蠕动泵38的输入端增加一个湍流发生器40，湍流发生器40输入的物料来自输送管道的压力输送，湍流发生器40的作用不但可以实现器内物料流体的流态为上下循环流和旋转流、使得液-固悬浮均匀，湍流加强，还可以提高悬浊液流体内孢子的动能。湍流发生器是利用磁场的同性相斥、异性相吸的基本原理，通过低压直流电机驱动磁力搅拌基座带动两端的磁盘旋转，不断变化的极性从而推动放置在湍流发生器的圆柱形玻璃容器中带磁性、具有聚四氟乙烯涂层的磁力搅拌子做圆周运动，搅动物料使得玻璃容器内呈现湍流的流场(图7)。

本优选技术方案能够实现：

在物料制备车间事先制备好的物料、即孢子或细胞和纯水组成的悬浊液已经存放在物料桶内等待输送，由有压力的循环管路输送系统将物料输送至生产线上某一个工位的破壁装置11输入端时，由于循环管路的流体压力和蠕动泵38的抽液作用物料先进入工位的湍流发生器40，再由蠕动泵38按照编程从湍流发生器定速和定流量抽取后通过输入Z形引流带推送至卧式安装的破壁装置11能量转换靶标的输入端，由玻璃靶27接受激光辐照完成孢子破壁，而后被推送流出能量转换靶标。

有边界层的流体在输送时分为层流、过渡流、湍流这三种流态，物料通过生产线循环输送管路系统长途输送到某破壁装置11的输入端时，管道内的物料流体受重力和其它因素的影响，会逐渐趋向出现层流的流态，大部分孢子趋向沉积在管道内流体的下部，这时，为了提高激光破壁的效率，非常有必要改变物料流体的流态为湍流。

泡沫碎渣冷凝回收器：

冷凝回收器设计为一个亚克力材质的冷却水箱型，里面具有蛇形管17回路供泡沫碎渣流体流动，泡沫碎渣流体不接触亚克力水箱18，亚克力水箱18仅起到固定蛇形管17回路的作用。蛇形管17回路上部的泡沫碎渣输入端15通过无毒塑料软管接至能量转换靶标梯形输出Z形引流带26上的泡沫碎渣出口的软管接头13，蛇形管17回路下部泡沫碎渣输出端19通过无毒塑料软管流出至生产线专门的泡沫沉渣管道进而导流至生产线的成品桶。蛇形管17回路采用二氧化硅单一成分的玻璃制作，在能量转换靶标梯形输出Z形引流带26内流体上层堆积的泡沫碎渣被虹吸通过软管接头13进入无毒软管、通过不断推送至泡沫碎渣冷凝回收器。亚克力水箱18设置有冷风的输入输出口(冷风口16)，必要时可输入冷风降温(图8)。

本优选技术方案能够实现：

即使在制备悬浊液物料的过程中注意到了尽量消除悬浊液内及其微小的气泡、但孢子微米级的尺寸实在是太小，必然出现假性团聚，这些假性团聚里面包裹着不少溶解气体。尽管在生产线管路输送系统中也注意到了采用各种消除微小气泡的方法，但是，微小气泡总是仍然存在于悬浊液流体中，这是因为不溶性微小气泡在悬浊液流体中受悬浊液表面较稳定液膜的影响而难以向外逃逸。激光破壁能量转换的热效应使得流体中的微小气泡裹着碎渣聚集成为泡沫并堆积在流体上层，过多的碎渣泡沫严重影响了后续激光破壁装置11的破壁效率，泡沫碎渣冷凝回收器可以比较好的解决该问题。冷凝回收器可根据激光破壁车间的现场情况摆放，通过无毒塑料软管连接。

卧式靶标破壁装置11的工位组合方法：

因为破壁装置11是生产线中一个工位的部件，一条生产线由M个并联在生产线物料输送管路系统上的工位组成，根据孢子的壁壳层数和壁壳材质，一个工位可以通过内部管道串联有多个独立破壁装置11。物料流体流经工位的第一个破壁装置11时被激光扫描破壁后可能仅仅烧灼破壁了孢子外壳，半成品物料流体需进入工位的第二个破壁装置11、乃至第N个破壁装置11，直至达到理想的破壁效果。

本发明破壁装置11的工位组合方法采用串联方式，因为在工位内部各独立破壁装置11的玻璃靶27内的物料流速必须保持一致。第一个破壁装置11的输入端通过湍流输送组件从管道抽取物料，第二个破壁装置11的输入端则通过管道直接连接第一个破壁装置11的输出端，第三个破壁装置11亦是输入端通过管道直接连接第二个破壁装置11的输出端，以此类推，在工位内部流动的物料全部依赖第一个破壁装置11输入端的湍流输送组件从管道抽取，以保证工位内各个破壁装置11玻璃靶27的物料流速一致(图1)。

本优选技术方案能够实现：

工位组合方法采用串联叠加技术、即把多套独立破壁装置11串联起来，从工艺流程角度看一个工位即是一个整体。但每套破壁装置11分离出来的泡沫沉渣均设置有小管道，一个工位可以把小管道并联连接为一条分管道，再统一接入生产线成品输出主管道。

由M个并联在生产线物料输送管路系统上的工位组成的生产线，工位实际上是一个模块化组件。模块化结构的生产线可实现完全由投资者自己确定年破壁植物孢子的产能，实现灵活的资源配置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。