光生物養(yǎng)殖裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光生物養(yǎng)殖裝置，其包括支承架；以及懸掛于所述支承架上的至少一個(gè)載體組，每個(gè)載體組包括多層間隔設(shè)置的載體層，每個(gè)載體層中設(shè)有可吸附光生物細(xì)胞、營(yíng)養(yǎng)液和養(yǎng)殖液的載體，其中，每相鄰上下兩載體層中，下載體層中所有載體的上表面的總面積大于上載體層中所有載體的上表面的總面積。由此結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置所培養(yǎng)的光生物具有較高的見光率。具體地，通過(guò)多層間隔設(shè)置的載體層，且每相鄰上下兩載體層中，下載體層中所有載體的上表面的總面積大于上載體層中所有載體的上表面的總面積，可提高下層載體上光生物細(xì)胞的見光率，由此提高光生物的產(chǎn)量。
【專利說(shuō)明】光生物養(yǎng)殖裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種光生物養(yǎng)殖裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]光合微生物或植物細(xì)胞，可利用太陽(yáng)能、水和簡(jiǎn)單的礦物質(zhì)合成有機(jī)物及氫氣、甲烷等形式無(wú)機(jī)物。微藻就是其中一個(gè)典型代表，它是一類個(gè)體微小的光能自養(yǎng)型/兼養(yǎng)型、單細(xì)胞/簡(jiǎn)單多細(xì)胞生物，具有分布廣泛、種類繁多、光合效率高、生長(zhǎng)速度快、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。微藻每年固定的CO2約占全球凈光合產(chǎn)量的40%，再加上其富含脂類、烴類、蛋白、可溶性多糖等高價(jià)值抗氧化性天然色素，因此微藻在環(huán)保、能源和保健等領(lǐng)域倍受關(guān)注。[0003]微藻的大規(guī)模、高產(chǎn)養(yǎng)殖是制約微藻產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的瓶頸，低成本、高效培養(yǎng)系統(tǒng)及培養(yǎng)方式的開發(fā)是微藻規(guī)?；a(chǎn)的關(guān)鍵?，F(xiàn)有培養(yǎng)方式以“大水體培養(yǎng)”為主，其培養(yǎng)系統(tǒng)主要包括開放式跑道池和封閉/半封閉式反應(yīng)器。跑道池多為橢圓形或圓形淺池，池中藻液多為20-30cm深，通過(guò)滾筒狀攪拌槳對(duì)藻液進(jìn)行持續(xù)攪動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)整池藻液的循環(huán)流動(dòng)，以使藻液中藻細(xì)胞及各營(yíng)養(yǎng)物分布均一。但跑道池的養(yǎng)殖產(chǎn)量一直不夠理想，主要是由于隨著藻細(xì)胞生長(zhǎng)，藻液濁度逐漸升高，日光攝入藻液表層幾厘米后即衰減為零，即僅表層液面一薄層藻細(xì)胞可見光進(jìn)行光合作用，且藻液在豎直方向上的混合效果較差，單位體積藻液的受光面較小，光利用效率低。封閉/半封閉式反應(yīng)器多呈管、柱、板狀，高度可達(dá)2m以上，具有單位占地面積上光利用效率高、產(chǎn)量高等優(yōu)勢(shì)。反應(yīng)器的光利用效率隨其高度的增加而增大，但與此同時(shí)反應(yīng)器中部及底部所受液體(藻液）壓強(qiáng)亦增大，致使反應(yīng)器制造成本和供氣能耗大幅提高。此外，反應(yīng)器受光面無(wú)法隨外界自然光源的變化而做出相應(yīng)調(diào)整，且反應(yīng)器高度受其制造材質(zhì)(特別是受光面材質(zhì)）同時(shí)具備較好透光性及較高強(qiáng)度的條件制約，也使反應(yīng)器光利用效率的提升空間受到限制。
[0004]美國(guó)專利US20120107919A1公開了一種多級(jí)光反應(yīng)器，該反應(yīng)器內(nèi)裝有多層水平孔板，構(gòu)成該反應(yīng)器的“培養(yǎng)區(qū)”。藻液泵至反應(yīng)器頂端后噴灑于首層孔板之上，落于首層孔板上的藻液沿板上孔洞流下，并在首層孔板背面聚集成液滴后落于第二層孔板之上，第二層孔板上藻液沿板上孔洞流下并在其背面聚集成液滴后落于第三層孔板之上，如此至液滴落入反應(yīng)器底部后再被泵至反應(yīng)器頂端重復(fù)上述過(guò)程。CO2作為營(yíng)養(yǎng)元素(碳源）自反應(yīng)器底部通入，使液滴中的藻細(xì)胞在充滿光源和CO2氣體的“培養(yǎng)區(qū)”中生長(zhǎng)。上述結(jié)構(gòu)中多層水平孔板豎直排列應(yīng)用在自然環(huán)境中時(shí)，存在嚴(yán)重遮光問(wèn)題，致使藻細(xì)胞在該反應(yīng)器“培養(yǎng)區(qū)”底部受光不足。此外，裝置不能根據(jù)外界光源變化及藻細(xì)胞不同生長(zhǎng)階段需求進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)，以優(yōu)化分光效果。此外，碳源（CO2/含CO2的混合氣體)以氣態(tài)形式通入整個(gè)養(yǎng)殖空間，規(guī)?；瘧?yīng)用難度大、成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種見光率高的光生物養(yǎng)殖裝置。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種光生物養(yǎng)殖裝置，包括：支承架；以及懸掛于支承架上的至少一個(gè)載體組，每個(gè)載體組包括多層間隔設(shè)置的載體層，每個(gè)載體層中設(shè)有可吸附光生物細(xì)胞、營(yíng)養(yǎng)液和養(yǎng)殖液的載體，其中，每相鄰上下兩載體層中，下載體層中所有載體的上表面的總面積大于上載體層中所有載體的上表面的總面積。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，在每個(gè)載體組中，多層間隔設(shè)置的載體層呈尖端朝上的錐形。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，在每個(gè)載體組中，上下相鄰兩層中的載體通過(guò)提線串聯(lián)，在每上下兩層載體之間的提線上套設(shè)有間隔管。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，載體為片狀件，在片狀件上均勻地設(shè)置多個(gè)貫穿片狀件上下表面的通孔；每相鄰上下兩載體層中，提線由位于下層的載體的多個(gè)通孔穿出、合并后穿入位于上層的載體的一個(gè)通孔中。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，載體由玻璃纖維、尼龍、棉、麻、碳纖維、合成纖維、海綿、塑料泡沫、塑料、金屬、合成塑料中的一種或多種材料制成。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，載體包括基部和覆蓋基部的覆蓋部，覆蓋部由可吸附光生物細(xì)胞、營(yíng)養(yǎng)液和養(yǎng)殖液的吸附材料制成。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，載體為凹凸?fàn)钇Y(jié)構(gòu)或設(shè)置有通孔的片結(jié)構(gòu)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，還包括：為載體提供營(yíng)養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液的循環(huán)裝置。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，循環(huán)裝置包括：設(shè)置于支承架上的布液件，布液件包括進(jìn)液口和朝向載體設(shè)置的出液口；以及與布 液件的進(jìn)液口流體連通的輸液裝置。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，支承架包括：兩個(gè)間隔地且相互平行設(shè)置的支承桿；兩端分別可移動(dòng)地連接于兩個(gè)支承桿的第一支撐件，其中載體組懸掛于第一支撐件上；循環(huán)裝置包括：驅(qū)動(dòng)第一支撐件沿支承桿往返移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部件。
[0016]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：
[0017]I.在懸掛于支承架上的載體上培養(yǎng)光生物，可避免在池體中進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)，池體下部光生物受光不足的缺點(diǎn)，使位于載體上的光生物充分受光，由此提高分光效果，從而可提高光生物的產(chǎn)量。另外，通過(guò)多層間隔設(shè)置的載體層，且每相鄰上下兩載體層中，下載體層中所有載體的上表面的總面積大于上載體層中所有載體的上表面的總面積，可提高下層載體上光生物細(xì)胞的見光率，由此提高光生物的產(chǎn)量。進(jìn)一步，本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，且因具有較高立體化拓展空間而空間利用率高，所以將該裝置用于大規(guī)模養(yǎng)殖，由此提高光生物的整體產(chǎn)量。
[0018]2.通過(guò)提線和間隔管的設(shè)置，可通過(guò)拉緊與放松提線調(diào)節(jié)載體的空間伸展度，在一定程度上避免或緩解了裝置自身遮光問(wèn)題，使底層載體見光較充分。該結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)根據(jù)光強(qiáng)或光生物自身生長(zhǎng)需求調(diào)節(jié)光生物細(xì)胞的受光強(qiáng)度，由此為光生物細(xì)胞提供適宜的光照，以提聞其生廣率。
[0019]3.通過(guò)為載體提供營(yíng)養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液(含有光生物細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)液）的循環(huán)裝置，可為載體補(bǔ)給營(yíng)養(yǎng)液或在補(bǔ)給營(yíng)養(yǎng)液的同時(shí)引入新的光生物細(xì)胞，由此在光照充足的同時(shí)保證光生物細(xì)胞較快地生長(zhǎng)。例如，通過(guò)驅(qū)動(dòng)第一支撐件向下運(yùn)動(dòng)，可將載體部分地或全部地浸入載體下方裝有營(yíng)養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液(含有光生物細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)液）的存儲(chǔ)池中，由此為載體補(bǔ)給營(yíng)養(yǎng)液或補(bǔ)給營(yíng)養(yǎng)液的同時(shí)引入新的光生物細(xì)胞。又例如，通過(guò)設(shè)置于支承架上的布液件，向載體噴淋營(yíng)養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液，由此為載體補(bǔ)給營(yíng)養(yǎng)液或補(bǔ)給營(yíng)養(yǎng)液的同時(shí)引入新的光生物細(xì)胞?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖I是本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置的第一個(gè)實(shí)施例的示意圖；
[0021]圖2是圖I示出的光生物養(yǎng)殖裝置的俯視圖；
[0022]圖3是圖I示出的光生物養(yǎng)殖裝置中的部分載體的連接方式示意圖；
[0023]圖4是本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置的第二個(gè)實(shí)施例的示意圖；
[0024]圖5是本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置的第三個(gè)實(shí)施例的示意圖；
[0025]圖6是本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置的第四個(gè)實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明【具體實(shí)施方式】進(jìn)行描述。
[0027]參照?qǐng)DI和圖2，本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置的第一個(gè)實(shí)施例，包括支承架2 ；以及懸掛于支承架2上的至少一個(gè)載體組，每個(gè)載體組包括多層間隔設(shè)置的載體層，每個(gè)載體層中設(shè)有可吸附光生物細(xì)胞、營(yíng)養(yǎng)液和養(yǎng)殖液的載體4。其中，每相鄰上下兩載體層中，下載體層中所有載體的上表面的總面積大于上載體層中所有載體的上表面的總面積，換言之，在如圖2的俯視圖中，下載體層的邊緣超出上載體層的邊緣，以提高下載體層的光生物的見光率?？衫斫?，由于載體組是懸掛于支承架2的，載體4受重力的方向與由上向下的指向相同。
[0028]其中，載體4優(yōu)選地由保水性高、有韌性、結(jié)實(shí)耐用的材料制成，并且其對(duì)光生物細(xì)胞無(wú)毒性或毒性輕微。可選地，載體4由玻璃纖維、尼龍、棉、麻、碳纖維、合成纖維、海綿、塑料泡沫、塑料、金屬、合成塑料中的一種或多種材料制成，以吸附光生物細(xì)胞、營(yíng)養(yǎng)液和養(yǎng)殖液，當(dāng)然，不局限于此?；蛘呖蛇x地載體4包括基部和覆蓋基部的覆蓋部，基部為由具有一定硬度的材料制成，例如塑料、竹子，而覆蓋部由可吸附光生物細(xì)胞、營(yíng)養(yǎng)液和養(yǎng)殖液的吸附材料制成，具體地，吸附材料為玻璃纖維、尼龍、棉、麻、碳纖維、合成纖維、海綿、塑料泡沫、塑料、金屬、合成塑料中的一種或多種材料，由此將覆蓋部覆蓋在基部上以形成可吸附光生物細(xì)胞、營(yíng)養(yǎng)液和養(yǎng)殖液的、具有一定硬度而在懸掛時(shí)可保持展平的載體4。在本實(shí)施例中，載體4由三層粗線棉質(zhì)紗布繃于外直徑為0.03m的竹圈上制成，即載體4的基部為外直徑為0.03m的竹圈，覆蓋部為三層粗線棉質(zhì)紗布。
[0029]在懸掛于支承架2上的載體4上培養(yǎng)光生物，可避免在池體中進(jìn)行培養(yǎng)，池體下部光生物受光不足的缺點(diǎn)，使位于載體4上的光生物充分受光，由此提高分光效果，從而可提高光生物的產(chǎn)量。另 外，通過(guò)多層間隔設(shè)置的載體層，且每相鄰上下兩載體層中，下載體層中所有載體的上表面的總面積大于上載體層中所有載體的上表面的總面積，可提高下層載體上光生物細(xì)胞的見光率，由此提高光生物的產(chǎn)量。進(jìn)一步，本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，且因具有較高立體化拓展空間而空間利用率高，所以將該裝置用于大規(guī)模養(yǎng)殖，由此提高光生物的整體產(chǎn)量。
[0030]進(jìn)一步參照?qǐng)DI和圖2，每個(gè)載體組中，多層間隔設(shè)置的載體層呈尖端朝上的錐形。具體而言，由上到下，第一個(gè)載體層設(shè)置一個(gè)載體4，在此一個(gè)載體4上懸掛3個(gè)載體4形成第二個(gè)載體層，之后每個(gè)載體4均直接懸掛3個(gè)載體4，并直接懸掛于上載體層的所有載體4組成下載體層。當(dāng)然，懸掛于一個(gè)載體4上的載體4的數(shù)量不局限于3個(gè)，根據(jù)實(shí)際的養(yǎng)殖需要，可改變?yōu)槠渌麛?shù)量。此外在每載體組中，上下相鄰兩層中的載體通過(guò)提線串聯(lián)(參照?qǐng)D3)，在每上下兩層載體之間的提線上套設(shè)有間隔管5。載體4為片狀件，在片狀件上均勻地設(shè)置多個(gè)貫穿片狀件上下表面的通孔；每相鄰上下兩載體層中，提線由位于下層的載體的多個(gè)通孔穿出、合并后穿入位于上層的載體的一個(gè)通孔中。優(yōu)選地，在本實(shí)施例中，片狀件上均勻地設(shè)置3個(gè)貫穿片狀件上下表面的通孔，且由最下層的一個(gè)載體上的3個(gè)通孔穿出3根提線，此3根提線共同穿入位于相鄰的上一層的一個(gè)載體4的一個(gè)通孔中，而后此3根提線與由本載體4的其余兩個(gè)通孔穿出的各3根提線共同穿入位于相鄰的上一層的一個(gè)載體4的一個(gè)通孔中，即9根提線共同穿入，以此類推，直到所有載體通過(guò)提線串聯(lián)起來(lái)。在本實(shí)施例中，提線為0.005m粗尼龍線，間隔管5為外直徑0.01m、壁厚2mm的輕質(zhì)透明管。當(dāng)光強(qiáng)過(guò)強(qiáng)或過(guò)弱以抑制或限制光生物細(xì)胞生長(zhǎng)時(shí)，可通過(guò)調(diào)節(jié)連接各載體的提線松緊(拉緊和放松)，使載體間間隔管的相對(duì)角度發(fā)生變化，進(jìn)而改變載體向外圍空間的伸展度，一定程度上避免或緩解了裝置自身遮光問(wèn)題，從而使光生物細(xì)胞獲得適宜光強(qiáng)，以提高其生產(chǎn)率。
[0031]本實(shí)施例中，支承架2包括兩個(gè)間隔地且相互平行設(shè)置的支承桿7、和兩端分別可移動(dòng)地連接于兩個(gè)支承桿7的第一支撐件3，其中載體組懸掛于第一支撐件3上?？衫斫?，第一支撐件3連接于兩個(gè)支承桿7，并且以供載體4懸吊的方式支撐載體4?？蛇x地，第一支撐件3可為剛性的桿件或柔性繩。另外，本實(shí)施例中還包括為載體4提供營(yíng)養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液(含有光生物細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)液）的循環(huán)裝置（圖I中未示出），循環(huán)裝置包括驅(qū)動(dòng)第一支撐件3沿支承桿7往返移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部件以及位于載體4下方的池體I?？蛇x地，池體I為磚砌方形淺池，內(nèi)襯PVC材料，長(zhǎng)、寬均5m、高O. 6m，池體I內(nèi)容納有營(yíng)養(yǎng)液，且營(yíng)養(yǎng)液深O.1-0. 2m。第一支撐件3由直徑約0.05m的麻繩制成，總長(zhǎng)5m，兩端與直徑約0.035m粗麻繩相連。支承桿上設(shè)置有滑軌，并設(shè)置有可相對(duì)于滑軌上下滑動(dòng)的滑輪，上述麻繩連接于滑輪，經(jīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)滑輪在滑軌上滑動(dòng)。由此，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)第一支撐件3向下移動(dòng)便可使載體4浸入營(yíng)養(yǎng)液中以補(bǔ)充載體上的營(yíng)養(yǎng)液、或者使載體4浸入光生物養(yǎng)殖液中以補(bǔ)給營(yíng)養(yǎng)液并同時(shí)引入新的光生物細(xì)胞，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)第一支撐件3向上移動(dòng)便可使載體4脫離營(yíng)養(yǎng)液或養(yǎng)殖液的液面以全部暴露于日光下。如上，通過(guò)為載體4提供營(yíng)養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液的循環(huán)裝置，可在光照充足的同時(shí)保證光生物細(xì)胞較快地生長(zhǎng)。當(dāng)然，在可選地實(shí)施例中，第一支撐件3優(yōu)選地由耐水、防腐材料制成，具有較好的剛性或柔韌性?？蛇x地，第一支撐件3由竹、木、合成塑料、尼龍、麻或浸塑金屬中的一種或多種制成。而支承桿可位于池體I外側(cè)支承于例如地面上，當(dāng)然，也可位于池體I內(nèi)部或池體I的邊沿上。此外，驅(qū)動(dòng)第一支撐件3沿支承桿7往返移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置以及第一支撐件3與支承桿7的結(jié)構(gòu)不局限于此，只要可以實(shí)現(xiàn)使懸掛于第一支撐件3上的載體組交替地浸沒在池體I中和暴露在日光下即可。
[0032]本實(shí)施例中，循環(huán)裝置為載體4提供營(yíng)養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液(含有營(yíng)養(yǎng)液和光生物細(xì)胞）是根據(jù)光生物的具體種類與載體4的吸附性能共同決定的，即在本實(shí)施例中，池體I中提供營(yíng)養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液是根據(jù)光生物的具體種類與載體4的吸附性能共同決定的。若所培養(yǎng)的光生物可穩(wěn)定的吸附于載體4上，難于在浸入池體I中的液體后由載體4脫離流動(dòng)到池體I中，則池體I中容納營(yíng)養(yǎng)液，即可理解為進(jìn)行固體培養(yǎng)。而若所培養(yǎng)的光生物在浸入池體I中的液體后易于由載體4脫離流動(dòng)到池體I中（即在載體4浸入池體I中時(shí)，載體4上會(huì)有絕大部分吸附的光生物細(xì)胞流入池體I中，而在池體I中的光生物細(xì)胞會(huì)有一部分吸附到載體4上)，則池體I中容納光生物養(yǎng)殖液，以在每次載體4浸入時(shí)，向載體4上補(bǔ)充流入含有光生物細(xì)胞的光生物養(yǎng)殖液（即含有光生物細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)液吸附到載體4上)，維持載體4上的光生物養(yǎng)殖數(shù)量，即可理解為液體培養(yǎng)。當(dāng)然，可理解，上述固體培養(yǎng)的池體I中的營(yíng)養(yǎng)液中并非完全不含有光生物細(xì)胞，但固體培養(yǎng)中營(yíng)養(yǎng)液中的光生物細(xì)胞的含量遠(yuǎn)少于液體培養(yǎng)中養(yǎng)殖液中的光生物細(xì)胞的含量。在本實(shí)施例中，池體I中容納營(yíng)養(yǎng)液，即采用固體培養(yǎng)方式。
[0033]下面進(jìn)一步敘述，通過(guò)上述光生物養(yǎng)殖裝置養(yǎng)殖光生物的過(guò)程，以養(yǎng)殖微藻為例。
[0034]本實(shí)施例中，將載體4浸入盛有螺旋藻的培養(yǎng)容器中，并通入空氣與CO2的混合氣體(其中CO2含量為O. 5%-2%)，于自然光照條件下培養(yǎng)4天后，將載體4撈出并形成載體組懸掛于第一支撐件3上。共設(shè)兩個(gè)支承架2 (未示出），兩個(gè)支承架2間相距2. 5m。每4分鐘第一支撐件3在電動(dòng)機(jī)的作用下緩慢向池體I運(yùn)動(dòng)，使懸掛于第一支撐件3上的載體4浸入營(yíng)養(yǎng)液中，待載體4被完全浸沒后，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)第一支撐件3與其上各載體4升出液面置于日光下，如此往復(fù)。此外，整個(gè)載體組與第一支撐件可圍繞垂直于第一支撐件的軸線可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接，由此載體組可隨風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)，也可在一定程度上提高光利用效率。每4-8天可收獲一次載體4上的微藻細(xì)胞，收獲后殘存于載體4上的微藻細(xì)胞則作為“種子”，直接用于新一輪培養(yǎng)。[0035]該實(shí)施例中第一支撐件3在日光中的停留時(shí)間根據(jù)實(shí)際天氣情況而調(diào)整、設(shè)定，即光照強(qiáng)時(shí)，縮短第一支撐件3在日光中的停留時(shí)間，光照弱時(shí)增加第一支撐件3在日光中的停留時(shí)間。同時(shí)，第一支撐件在日光中的停留時(shí)間還有應(yīng)參考載體的含液量。另外，還可設(shè)置有光強(qiáng)反饋系統(tǒng)，光強(qiáng)反饋系統(tǒng)檢測(cè)光照的方向和強(qiáng)度并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果自動(dòng)控制提線的拉緊和放松，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。
[0036]在養(yǎng)殖過(guò)程中，可直接在池體I中補(bǔ)充微藻生長(zhǎng)消耗量較大的碳源(含有CO2的混合氣、純CO2氣體、煙氣、碳酸鹽、碳酸氫鹽等)、磷源(磷酸鹽)、氮源等，以及用于防控病蟲害污染的消毒劑，再通過(guò)攪拌或曝氣等方式，使補(bǔ)入的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、消毒劑等在池中均勻分布。
[0037]當(dāng)然，池體的結(jié)構(gòu)不限于圖I所示形式，可池體I中設(shè)置隔板以將池體I分割為多個(gè)子池體，營(yíng)養(yǎng)物/消毒劑可在子池體中分別補(bǔ)充，也可將池體I中的營(yíng)養(yǎng)液匯集后統(tǒng)一補(bǔ)充。另外，池體I為位于載體4的下方、可將流下的營(yíng)養(yǎng)液回收的裝置。池體I中也可盛有富含微藻生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液(包含有營(yíng)養(yǎng)液和微藻細(xì)胞)，即使用液體培養(yǎng)。此外，上下兩載體層之間的載體的連接方法也不局限于上述結(jié)構(gòu)，并且提線與間隔管的材料也不局限于上述實(shí)施例。例如，提線優(yōu)選繩狀、棒狀結(jié)構(gòu)且由耐水、防腐和具有較好的剛性或柔韌性的材料制成，可選地由竹、木、合成塑料、浸塑金屬、尼龍、棉、麻等材料制成。
[0038]該實(shí)施例中池體、支承架、第一支撐件、載體的材料、結(jié)構(gòu)、尺寸、制作及組合方法；載體間的連接方式及相對(duì)位置的調(diào)節(jié)方式；循環(huán)裝置；支承架間距及第一支撐件運(yùn)動(dòng)周期等均不限于上述實(shí)施例所描述的。即能夠?qū)崿F(xiàn)“蘸取”營(yíng)養(yǎng)液，使微藻細(xì)胞在含蓄著營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的載體上進(jìn)行光合作用生長(zhǎng)，并且載體呈錐形設(shè)置，可根據(jù)光強(qiáng)及光照方向的變化，調(diào)節(jié)載體間相對(duì)位置和載體在空間的伸展度，以使微藻細(xì)胞獲得較適宜的生長(zhǎng)條件的任何實(shí)施方式均在保護(hù)范圍內(nèi)。
[0039]參照?qǐng)D4,本光生物養(yǎng)殖裝置的第二個(gè)實(shí)施例,其中，與上述第一個(gè)實(shí)施例相同處不再贅述。
[0040]本實(shí)施例中，載體為由60目尼龍絲網(wǎng)和竹圈制成的圓盤，即，載體4的基部為竹圈(竹子制成的環(huán)形件)、覆蓋部為60目尼龍絲網(wǎng)。載體制成后直接形成載體組安裝在第一支撐件3上(無(wú)需如第一個(gè)實(shí)施例在藻液中預(yù)培養(yǎng)4天)，池體I中為光生物養(yǎng)殖液(本實(shí)施例中為營(yíng)養(yǎng)液和微藻細(xì)胞)，藻種為綠色球藻，第一支撐件3每2分鐘上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，待池體I中微藻細(xì)胞濃度達(dá)2-5g/L時(shí)，收集池中部分微藻細(xì)胞至池中微藻細(xì)胞濃度為l_2g/L，開始新一輪培養(yǎng)?？衫斫?，在本實(shí)施例的光生物養(yǎng)殖裝置中，營(yíng)養(yǎng)液中微藻細(xì)胞可同營(yíng)養(yǎng)液一起吸附在載體4上，且可隨營(yíng)養(yǎng)液一起流入池體I中，由此構(gòu)成了循環(huán)，即可認(rèn)為，在載體4由養(yǎng)殖液中提出時(shí)，會(huì)帶出一部分微藻細(xì)胞，此微藻細(xì)胞在日光下進(jìn)行光合作用生長(zhǎng)，而當(dāng)載體4再次浸入養(yǎng)殖液中時(shí)，載體4上的部分微藻細(xì)胞流入池體中，而池體中的部分新微藻細(xì)胞附著于載體4上并隨載體4離開池體I而進(jìn)行光合作用，由此循環(huán)，形成液體培養(yǎng)。
[0041]參照?qǐng)D5,本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置的第三個(gè)實(shí)施例,其中，與第一個(gè)實(shí)施例相同之處不再贅述。
[0042]本實(shí)施例中，培養(yǎng)的光生物為絲狀藻，第一支撐件3由0.07m粗竹竿制成并直接與支承桿7固定。循環(huán)裝置包括設(shè)置于支承架2上的布液件8和輸液裝置(未示出）,布液件8包括進(jìn)液口和朝向載體4設(shè)置的出液口，布液件8的進(jìn)液口與輸液裝置流體連通。而輸液裝置與池體I連通，可將池體I中的營(yíng)養(yǎng)液或者光生物養(yǎng)殖液泵入布液件8的進(jìn)液口，在本實(shí)施例中，池體I中為營(yíng)養(yǎng)液，輸液裝置將池體I中的營(yíng)養(yǎng)液泵入布液件8的進(jìn)液口。進(jìn)一步參照?qǐng)D5，布液件8位于第一支撐件3上，池體I中營(yíng)養(yǎng)液經(jīng)由循環(huán)裝置通過(guò)布液件噴淋于頂層載體4，即最 靠近第一支撐件3的載體層上的載體4。營(yíng)養(yǎng)液逐層流經(jīng)各附著有微藻細(xì)胞的載體4，為載體4上的微藻細(xì)胞供給水分及生長(zhǎng)所需多種營(yíng)養(yǎng)物，最后流回池體I中。其中，在本實(shí)施例中，布液件8為布液管,輸液裝置為水泵。
[0043]參照?qǐng)D6，本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例，其中與第三個(gè)實(shí)施例相同之處不再贅述。本實(shí)施例中載體4為圓盤狀，其覆蓋部為50目尼龍絲網(wǎng)、基部為竹圈，載體4制成后可直接形成載體組安裝在第一支撐件3上(無(wú)需如第一個(gè)實(shí)施例在微藻液中預(yù)培養(yǎng)4天)，池體中為光生物養(yǎng)殖液(營(yíng)養(yǎng)液和微藻細(xì)胞)，微藻種類為綠色球藻，待池中微藻細(xì)胞濃度達(dá)2-5g/L時(shí)，收集池中部分微藻細(xì)胞至池中微藻細(xì)胞濃度為l_2g/L，開始新一輪培養(yǎng)。
[0044]當(dāng)然，本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置不局限于上述結(jié)構(gòu)。例如，優(yōu)選地，載體4為凹凸?fàn)钇Y(jié)構(gòu)或設(shè)置有通孔的片結(jié)構(gòu)，凹凸?fàn)钇Y(jié)構(gòu)和設(shè)置有通孔的片結(jié)構(gòu)均可以提高載體的保水能力，即在懸掛時(shí)載體4能維持其中較多的水不會(huì)由于自重而脫離載體4。由此，可減少循環(huán)裝置的負(fù)荷，以降低成本。另外，在當(dāng)以將載體浸入營(yíng)養(yǎng)液后再提起的方式為載體補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)液時(shí)，凹凸?fàn)钇Y(jié)構(gòu)和設(shè)置有通孔的片結(jié)構(gòu)可在提起過(guò)程中將更多營(yíng)養(yǎng)液留在載體4中。
[0045]此外，在本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置的可選地實(shí)施例中，還可包括驅(qū)動(dòng)支承架移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，以更好的使載體跟隨太陽(yáng)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)日光的更充分利用。例如，當(dāng)池體I為圓形池體時(shí)，移動(dòng)機(jī)構(gòu)可驅(qū)動(dòng)支承架圍繞圓形池體的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0046]當(dāng)然，池體I的設(shè)置可根據(jù)是否需要回收載體4滴下的營(yíng)養(yǎng)液為基礎(chǔ)，且是否應(yīng)用以上述將載體4在池體I中蘸取營(yíng)養(yǎng)液的方法為基礎(chǔ)。而該裝置可在原有跑道池、天然坑、池、湖邊建造，使得其固定投入低。而該裝置不需要輸送大量水體(營(yíng)養(yǎng)液/光合微生物培養(yǎng)液)，從而降低了養(yǎng)殖過(guò)程的用水量、運(yùn)行能耗及設(shè)備、設(shè)施投入。另外，該裝置中載體4可緩慢、垂直進(jìn)出營(yíng)養(yǎng)液、阻力小，并可借助重力勢(shì)能及其他自然能源，故總能耗低。
[0047]可選地，實(shí)現(xiàn)第一支撐件沿支承桿移動(dòng)的方式不局限于上述實(shí)施例，例如，在支承桿上設(shè)置滑輪，在第一支撐件的兩端分別固定繩索，繩索穿過(guò)滑輪以利用滑輪將第一支撐件下移或上提。而驅(qū)動(dòng)繩索運(yùn)動(dòng)的、或驅(qū)動(dòng)第一支撐件沿支承桿移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部件可選用例如電動(dòng)機(jī)，而動(dòng)力源優(yōu)選地為太陽(yáng)能、潮汐能等環(huán)保能源。另外，循環(huán)裝置也可構(gòu)造為設(shè)置有驅(qū)動(dòng)由最上層載體層中的載體穿出的提線運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部件，即，由最上層載體層中的載體穿出的提線合并后可選地穿過(guò)固定于支架上的滑輪，驅(qū)動(dòng)部件通過(guò)滑輪拉動(dòng)提線，由此實(shí)現(xiàn)提線的向下移動(dòng)或向上移動(dòng)，從而使載體組可浸入池體I中或上移脫離池體I的液面。
[0048]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、 改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種光生物養(yǎng)殖裝置，其特征在于，包括： 支承架（2);以及 懸掛于所述支承架（2)上的至少一個(gè)載體組，每個(gè)載體組包括多層間隔設(shè)置的載體層，每個(gè)載體層中設(shè)有可吸附光生物細(xì)胞、營(yíng)養(yǎng)液和養(yǎng)殖液的載體， 其中，每相鄰上下兩載體層中，下載體層中所有載體的上表面的總面積大于上載體層中所有載體的上表面的總面積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光生物養(yǎng)殖裝置，其特征在于， 在每個(gè)載體組中，所述多層間隔設(shè)置的載體層呈尖端朝上的錐形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光生物養(yǎng)殖裝置，其特征在于， 在每個(gè)載體組中，上下相鄰兩層中的所述載體（4 )通過(guò)提線串聯(lián)，在每上下兩層載體之間的提線上套設(shè)有間隔管（5 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光生物養(yǎng)殖裝置，其特征在于， 所述載體（4)為片狀件，在所述片狀件上均勻地設(shè)置多個(gè)貫穿所述片狀件上下表面的通孔； 每相鄰上下兩載體層中，提線由位于下層的載體的所述多個(gè)通孔穿出、合并后穿入位于上層的載體的一個(gè)通孔中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光生物養(yǎng)殖裝置，其特征在于， 所述載體（4)由玻璃纖維、尼龍、棉、麻、碳纖維、合成纖維、海綿、塑料泡沫、塑料、金屬、合成塑料中的一種或多種材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光生物養(yǎng)殖裝置，其特征在于， 所述載體（4)包括基部和覆蓋所述基部的覆蓋部，所述覆蓋部由可吸附光生物細(xì)胞、營(yíng)養(yǎng)液和養(yǎng)殖液的吸附材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光生物養(yǎng)殖裝置，其特征在于， 所述載體（4)為凹凸?fàn)钇Y(jié)構(gòu)或設(shè)置有通孔的片結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光生物養(yǎng)殖裝置，其特征在于，還包括： 為所述載體（4)提供營(yíng)養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液的循環(huán)裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光生物養(yǎng)殖裝置，其特征在于，所述循環(huán)裝置包括： 設(shè)置于所述支承架（2)上的布液件（8)，所述布液件（8)包括進(jìn)液口和朝向所述載體(4)設(shè)置的出液口 ；以及 與所述布液件（8 )的進(jìn)液口流體連通的輸液裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光生物養(yǎng)殖裝置，其特征在于， 所述支承架（2)包括：兩個(gè)間隔地且相互平行設(shè)置的支承桿（7);兩端分別可移動(dòng)地連接于兩個(gè)所述支承桿（7)的第一支撐件（3)，其中所述載體組懸掛于所述第一支撐件（3)上； 所述循環(huán)裝置包括：驅(qū)動(dòng)所述第一支撐件（3 )沿所述支承桿（7 )往返移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部件。
【文檔編號(hào)】C12R1/89GK103834564SQ201410076334
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月4日
【發(fā)明者】王琳, 朱振旗, 陳傳紅, 吳洪, 羅少敬, 陳昱, 許 永 申請(qǐng)人:新奧科技發(fā)展有限公司