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（2）和懸掛于所述支承架（2）上的可吸附光生物細(xì)胞、營養(yǎng)液和光生物養(yǎng)殖液的載體（4）。本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置具有較好的分光效果。具體地，在懸掛于支承架上的載體上培養(yǎng)光生物，可避免在池體中培養(yǎng)光生物使得池體下部光生物受光不足的缺點，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，本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置結(jié)構(gòu)簡單、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。
【專利說明】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，可利用太陽能、水和簡單的礦物質(zhì)合成有機物及氫氣、甲烷等形式無機物。微藻就是其中一個典型代表，它是一類個體微小的光能自養(yǎng)型/兼養(yǎng)型、單細(xì)胞/簡單多細(xì)胞生物，具有分布廣泛、種類繁多、光合效率高、生長速度快、適應(yīng)性強等特點。微藻每年固定的C02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]現(xiàn)有的微藻培養(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，通過滾筒狀攪拌槳對藻液進行持續(xù)攪動，從而實現(xiàn)整池藻液的循環(huán)流動，以使藻液中微藻細(xì)胞及各營養(yǎng)物分布均一。但跑道池的養(yǎng)殖產(chǎn)量一直不夠理想，主要是由于隨著微藻細(xì)胞生長，藻液濁度逐漸升高，陽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微藻細(xì)胞可見光進行光合作用，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2m以上。反應(yīng)器的光利用效率隨其高度的增加而增大，但與此同時反應(yīng)器中部及底部所受液體(藻液）壓強亦增大，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)）同時具備較好透光性及較高強度的條件制約，也使反應(yīng)器光利用效率的提升空間受到限制。
[0004]美國專利US2011/0217764A1公開了一種使藻細(xì)胞附著于繩索表面，并通過滾輪結(jié)構(gòu)令纏繞于其上的繩索不斷暴露于營養(yǎng)液和陽光中，使繩索上的藻細(xì)胞得以生長的培養(yǎng)裝置，其摒棄了傳統(tǒng)的以液體為培養(yǎng)載體的“大水體培養(yǎng)法”，提高了微藻細(xì)胞光利用效率和載體(繩索）上藻細(xì)胞濃度、降低收集和干燥成本，可實施于戶外開放式養(yǎng)殖系統(tǒng)中，實際應(yīng)用性較強。上述結(jié)構(gòu)的培養(yǎng)裝置空間利用率不足，“分光”效果有限，無法隨外界環(huán)境(光強）變化及藻細(xì)胞不同生長階段的需求對分光(相當(dāng)于細(xì)胞受光）進行調(diào)節(jié)。
[0005]美國專利US20120107919A1公開了一種多級光反應(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)上述過程。CO2作為營養(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。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，存在嚴(yán)重遮光問題，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)胞不同生長階段需求進行相應(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)形式通入整個養(yǎng)殖空間，規(guī)?；瘧?yīng)用難度大、成本高。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種分光效果好的光生物養(yǎng)殖裝置。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，提供一種光生物養(yǎng)殖裝置，包括支承架和懸掛于支承架上的可吸附光生物細(xì)胞、營養(yǎng)液和光生物養(yǎng)殖液的載體。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，還包括：設(shè)置于載體下方的池體；其中，載體在水平面內(nèi)的投影均位于池體的內(nèi)周壁在同一水平面內(nèi)的投影內(nèi)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，還包括：為載體提供營養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液的循環(huán)裝置。
[0010]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，布液件包括進液口和朝向載體設(shè)置的出液口；以及與布液件的進液口流體連通的輸液裝置。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，支承架包括：兩個間隔地且相互平行設(shè)置的支承桿；兩端分別可移動地連接于兩個支承桿的第一支撐件，其中載體懸掛于第一支撐件上；循環(huán)裝置包括：驅(qū)動第一支撐件沿支承桿往返移動的驅(qū)動部件。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，還包括，調(diào)節(jié)載體的受光面積的調(diào)節(jié)部件。
[0013]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、金屬、合成塑料中的一種或多種材料制成。
[0014]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、營養(yǎng)液和光生物養(yǎng)殖液的吸附材料制成。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，載體為凹凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)或設(shè)置有通孔的結(jié)構(gòu)。
[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，可避免在池體中培養(yǎng)光生物使得池體下部光生物受光不足的缺點，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，本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置結(jié)構(gòu)簡單、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.通過為載體提供營養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液(含有光生物細(xì)胞的營養(yǎng)液）的循環(huán)裝置，可為載體補給營養(yǎng)液或在補給營養(yǎng)液的同時引入新的光生物細(xì)胞，由此在光照充足的同時保證光生物細(xì)胞較快地生長。例如，通過驅(qū)動第一支撐件向下運動，可將載體部分地或全部地浸入載體下方裝有營養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液(含有光生物細(xì)胞的營養(yǎng)液）的存儲池中，由此為載體補給營養(yǎng)液或補給營養(yǎng)液的同時引入新的光生物細(xì)胞。又例如，通過設(shè)置于支承架上的布液件，向載體噴淋營養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液，由此為載體補給營養(yǎng)液或補給營養(yǎng)液的同時引入新的光生物細(xì)胞。
[0019]3.通過設(shè)置用于調(diào)節(jié)載體受光面積的調(diào)節(jié)部件，載體可根據(jù)光強、光照方向變化和光生物自身在不同生長階段的需求調(diào)節(jié)其受光面積，具體地可理解為調(diào)節(jié)載體的空間位置(如載體間間距、傾斜度、角度及空間伸展度等)，由此提高分光效果。具體地，例如，陽光為光源時，可通過調(diào)節(jié)載體間間距、載體間角度及載體間空間伸展度，使得載體表面較均勻受光、使得盡可能多的載體表面始終完全受光（即增大載體的受光面積、盡可能少的遮擋)。由此使該表面吸附的光生物細(xì)胞可以更高效的受光。
【專利附圖】

【附圖說明】[0020]圖I是本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置的第一個實施例的示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置的第二個實施例的示意圖；
[0022]圖3是圖2示出的光生物養(yǎng)殖裝置的俯視圖；
[0023]圖4是圖2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；
[0024]圖5是本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置的第三個實施例的示意圖；
[0025]圖6是本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置的第四個實施例的示意圖；
[0026]圖7是本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置的第五個實施例的示意圖；
[0027]圖8是本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置的第六個實施例的示意圖；
[0028]圖9是圖8所示出的光生物養(yǎng)殖裝置加設(shè)引導(dǎo)件6的示意圖；
[0029]圖10是圖8所示出的光生物養(yǎng)殖裝置中的載體根據(jù)一個光照方向定位的一個示意圖；[0030]圖11是圖8所示出的光生物養(yǎng)殖裝置中的載體根據(jù)另一個光照方向定位的一個示意圖；
[0031]圖12是本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置的第七個實施例的示意圖；
[0032]圖13是圖12示出的光生物養(yǎng)殖裝置中加設(shè)布液件和引導(dǎo)件的示意圖；
[0033]圖14是本發(fā)明的第八個實施例的示意圖；
[0034]圖15是本發(fā)明的第九個實施例的示意圖；
[0035]圖16是圖15中示出的第一支撐件和載體的局部示意圖；
[0036]圖17是本發(fā)明的第十個實施例的局部示意圖。
[0037]圖18是本發(fā)明的載體間網(wǎng)狀連接方式示意圖。
【具體實施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明【具體實施方式】進行描述。
[0039]參照圖1，本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置的第一個實施例，其包括支承架2和懸掛于支承架2上的可吸附光生物細(xì)胞、營養(yǎng)液和光生物養(yǎng)殖液的載體4。
[0040]其中，載體4優(yōu)選地由保水性高、有韌性、結(jié)實耐用的材料制成，并且其對藻細(xì)胞無毒性或毒性輕微?？蛇x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、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、營養(yǎng)液和光生物養(yǎng)殖液?；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、營養(yǎng)液和光生物養(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、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、營養(yǎng)液和光生物養(yǎng)殖液的、具有一定硬度而在懸掛時可保持展平的載體4。在本實施例中,載體4由三層粗線棉質(zhì)紗布繃于竹圈上制成，即載體4的基部為竹圈，覆蓋部為三層粗線棉質(zhì)紗布。而載體4通過連接于其上的三根提線固定于支承架2上，三根提線與載體4的連接處均勻地布置于載體4上，以保持載體4的水平設(shè)置。當(dāng)然，也可通過調(diào)節(jié)三根提線中任意一根或兩根提線，使載體4可根據(jù)光照強度和方向較水平位置傾斜，由此增大其光利用效率，從而提聞廣量。
[0041]在懸掛于支承架上的載體上培養(yǎng)光生物，可避免在池體中培養(yǎng)光生物使得池體下部光生物受光不足的缺點，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，本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置結(jié)構(gòu)簡單、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。
[0042]進一步參照圖1，本實施例中，支承架2包括兩個間隔地且相互平行設(shè)置的支承桿
7、和兩端分別可移動地連接于兩個支承桿7的第一支撐件3,其中載體4懸掛于第一支撐件3上?？衫斫?，第一支撐件3連接于兩個支承桿7，并且以供載體4懸吊的方式支撐載體
4。可選地，第一支撐件3可為剛性的桿件或柔性繩。本實施例的光生物養(yǎng)殖裝置還包括設(shè)置于載體4下方的池體1，其中，載體4在水平面內(nèi)的投影均位于池體I的內(nèi)周壁在同一水平面內(nèi)的投影內(nèi)，即由載體4上流下的營養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液可落入池體I內(nèi)。另外，本實施例中還包括為載體4提供營養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液(含有光生物細(xì)胞的營養(yǎng)液）的循環(huán)裝置(未示出），循環(huán)裝置包括驅(qū)動第一支撐件3沿支承桿7往返移動的驅(qū)動部件?？蛇x地，池體I為磚砌方形淺池，內(nèi)襯PVC材料，長、寬均5米、高O. 6米，池體I內(nèi)容納有營養(yǎng)液，且營養(yǎng)液深O. 1-0. 2米。第一支撐件3由直徑約0.05米的麻繩制成，總長5米，兩端與直徑約0.035米粗麻繩相連。支承桿上設(shè)置有滑軌，并設(shè)置有可相對于滑軌上下滑動的滑輪，上述麻繩連接于滑輪，經(jīng)電動機驅(qū)動滑輪在滑軌上滑動。由此，電動機驅(qū)動第一支撐件3向下移動便可使載體4浸入池體I中的營養(yǎng)液中以補充載體上的營養(yǎng)液、或者使載體4浸入光生物養(yǎng)殖液中以補給營養(yǎng)液并同時引入新的光生物細(xì)胞，電動機驅(qū)動第一支撐件3向上移動便可使載體4脫離營養(yǎng)液的液面以全部暴露于陽光下。如上，通過為載體4提供營養(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保證光生物細(xì)胞較快地生長。當(dāng)然，在可選地實施例中，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。
[0043] 本實施例中，循環(huán)裝置為載體4提供營養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液(含有營養(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，即在本實施例中，池體I中提供營養(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，不會在浸入池體I中的液體后由載體4脫離流動到池體I中，則池體I中容納營養(yǎng)液，即可理解為進行固體培養(yǎng)。而若所培養(yǎng)的光生物在浸入池體I中的液體后會由載體4脫離流動到池體I中，則池體I中容納光生物養(yǎng)殖液，以在每次載體4浸入時,補充流入光生物養(yǎng)殖液的光生物細(xì)胞,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)的營養(yǎng)液中并非完全不含有光生物細(xì)胞，但固體培養(yǎng)中營養(yǎng)液中的光生物細(xì)胞的含量遠少于的液體培養(yǎng)中的光生物細(xì)胞的含量。在本實施例中，池體I中容納營養(yǎng)液，即采用固體培養(yǎng)方式。可理解，所有實施例中涉及的描述“營養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液”，根據(jù)每個實施例米用的培養(yǎng)方式的不同，理解為其中的“營養(yǎng)液”或“光生物養(yǎng)殖液”。例如，本實施例中為固體培養(yǎng)，則涉及到“營養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液”的描述，應(yīng)理解為“營養(yǎng)液”。
[0044]當(dāng)然，循環(huán)裝置也可構(gòu)造為設(shè)置有驅(qū)動提線運動的驅(qū)動部件，即，提線可選地固定穿過固定于支架上的滑輪，而通過定滑輪，驅(qū)動部件拉動提線，由此實現(xiàn)提線的向下移動或向上移動，從而使載體4可浸入池體I中或上移脫離池體I的液面。此外，每根提線可分別穿過一個定滑輪，由此，可通過分別驅(qū)動其中一根提線運動而使得載體4相對于水平面傾斜設(shè)置，由此可根據(jù)日光的強度和方向調(diào)節(jié)載體4的空間位置(在本實施例中為調(diào)整載體4的傾斜度)，從而調(diào)節(jié)其受光面積。其中，載體4的受光面積為載體4的表面可被日光照射到的部分的面積。而可通過手動或其它本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的驅(qū)動組件(例如卷筒和電機）驅(qū)動提線運動。由此，可理解，在本實施例中，用于改變載體4的傾斜度的元件均包括在調(diào)節(jié)部件內(nèi)。當(dāng)然，提線也可為可伸縮的桿件。
[0045]由此，通過為載體提供營養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液(含有光生物細(xì)胞的營養(yǎng)液）的循環(huán)裝置，可為載體補給營養(yǎng)液或在補給營養(yǎng)液的同時引入新的光生物細(xì)胞，由此在光照充足的同時保證光生物細(xì)胞較快地生長。參照圖2和圖3，本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置的第二個實施例，包括支承架2和懸掛于支承架2上的可吸附光生物細(xì)胞、營養(yǎng)液和光生物養(yǎng)殖液的載體4，在本實施例中，所述載體4以至少一個載體組的方式懸掛于支承架2上，具體地，每個載體組包括多層間隔設(shè)置的載體層，每個載體層中設(shè)有光生物細(xì)胞、營養(yǎng)液和光生物養(yǎng)殖液載體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。
[0046]其中，載體4優(yōu)選地由保水性高、有韌性、結(jié)實耐用的材料制成，并且其對藻細(xì)胞無毒性或毒性輕微?？蛇x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、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、營養(yǎng)液和光生物養(yǎng)殖液?；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、營養(yǎng)液和光生物養(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、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、營養(yǎng)液和光生物養(yǎng)殖液的、具有一定硬度而在懸掛時可保持展平的載體4。在本實施例中，載體4由三層粗線棉質(zhì)紗布繃于直徑為0.03米的竹圈上制成，即載體4的基部為直徑為0.03米的竹圈，覆蓋部為三層粗線棉質(zhì)紗布。
[0047]通過多層間隔設(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)胞的見光率高，由此提高光生物的產(chǎn)量。進一步，上述裝置結(jié)構(gòu)簡單、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。
[0048]進一步參照圖2和圖3，每個載體組中，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，第一個載體層設(shè)置一個載體4，在此一個載體4上懸掛3個載體4形成第二個載體層，之后每個載體4均直接懸掛3個載體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，懸掛于一個載體4上的載體4的數(shù)量不局限于3個，根據(jù)實際的養(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提線串聯(lián)(參照圖4)，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通孔穿出、合并后穿入位于上層的載體的一個通孔中。優(yōu)選地，在本實施例中，片狀件上均勻地設(shè)置3個貫穿片狀件上下表面的通孔，且具體地，由最下層的一個載體上的3個通孔穿出3根提線，此3根提線共同穿入位于相鄰的上一層的一個載體4的一個通孔中，而后此3根提線與由本載體4的其余兩個通孔穿出的各3根提線共同穿入位于相鄰的上一層的一個載體4的一個通孔中，即9根提線共同穿入，以此類推，直到所有載體通過提線串聯(lián)起來。在本實施例中，提線為0.005米粗尼龍線，間隔管5為外直徑0.01米、壁厚2毫米的輕質(zhì)透明管。當(dāng)光強過強或過弱以抑制或限制光生物細(xì)胞生長時，可通過調(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角度發(fā)生變化，進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題，從而使光生物細(xì)胞獲得適宜光強，以提高其生產(chǎn)率。可理解，調(diào)節(jié)提線的松緊，可通過將由最上層載體穿出的提線整體穿過定滑輪后，并通過例如使用卷筒或電機等本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的元件進行驅(qū)動而實現(xiàn)，可選地，也可通過手動調(diào)節(jié)。進而可理解，在本實施例中，用于調(diào)節(jié)提線松緊的元件構(gòu)成調(diào)節(jié)部件，以調(diào)節(jié)載體4的空間位置(在本實施例中，為調(diào)節(jié)每層載體4的擴展度和間距)，從而調(diào)節(jié)載體4的受光面積。具體地，在本實施例中，調(diào)節(jié)部件可包括定滑輪、卷筒和電機。
[0049]本實施例中，支承架2包括兩個間隔地且相互平行設(shè)置的支承桿7、和兩端分別可移動地連接于兩個支承桿7的第一支撐件3，其中載體組懸掛于第一支撐件3上。本實施例的光生物養(yǎng)殖裝置還包括設(shè)置于載體4下方的池體1，其中，載體4在水平面內(nèi)的投影均位于池體I的內(nèi)周壁在同一水平面內(nèi)的投影內(nèi)。另外，本實施例中還包括為載體4提供營養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液(含有光生物細(xì)胞的營養(yǎng)液）的循環(huán)裝置，循環(huán)裝置包括驅(qū)動第一支撐件3沿支承桿7往返移動的驅(qū)動部件I?？蛇x地，池體I為磚砌方形淺池，內(nèi)襯附PVC材料，長、寬均5米、高O. 6米，池體I內(nèi)容納有營養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液，且營養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液深O. 1-0. 2米。第一支撐件3由直徑約0.05米的麻繩制成，總長5米，兩端與直徑約0.035米粗麻繩相連。支承桿7上設(shè)置有滑軌，并設(shè)置有可相對于滑軌上下滑動的滑輪，上述麻繩連接于滑輪，經(jīng)電動機驅(qū)動滑輪在滑軌上滑動。由此，電動機驅(qū)動第一支撐件3向下移動便可使載體4浸入營養(yǎng)液中以補充載體上的營養(yǎng)液、或者使載體4浸入光生物養(yǎng)殖液中以補給營養(yǎng)液并同時引入新的光生物細(xì)胞，電動機驅(qū)動第一支撐件3向上移動便可使載體4脫離營養(yǎng)液的液面以全部暴露于陽光下。如上，通過為載體4提供營養(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保證光生物細(xì)胞較快地生長。當(dāng)然，在可選地實施例中，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)動第一支撐件3沿支承桿7往返移動的驅(qū)動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。
[0050]本實施例中，循環(huán)裝置為載體4提供營養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液(含有營養(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，即在本是實施例中，池體I中提供營養(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，不會在浸入池體I中的液體后由載體4脫離流動到池體I中，則池體I中容納營養(yǎng)液，即可理解為進行固體培養(yǎng)。而若所培養(yǎng)的光生物在浸入池體I中的液體后會由載體4脫離流動到池體I中（即在載體4浸入池體I中時，載體4上會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，向載體4上補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中的營養(yǎng)液中并非完全不含有光生物細(xì)胞，但固體培養(yǎng)的池體I中的營養(yǎng)液中的光生物細(xì)胞的含量遠少于的液體培養(yǎng)中的養(yǎng)殖液中的光生物細(xì)胞的含量。在本實施例中，池體I中容納營養(yǎng)液，即采用固體培養(yǎng)方式。
[0051]下面進一步敘述，通過上述光生物養(yǎng)殖裝置養(yǎng)殖光生物的過程，以養(yǎng)殖微藻為例。
[0052]本實施例中，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1-2%)，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)兩個支承架2 (未示出），兩個支承架2間相距2. 5米。每4分鐘第一支撐件3在電動機的作用下緩慢向池體I運動，使懸掛于第一支撐件3上的載體4浸入營養(yǎng)液中，待載體4被完全浸沒后，電動機驅(qū)動第一支撐件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)動的連接，由此載體組可隨風(fēng)轉(zhuǎn)動，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)。
[0053]該實施例中第一支撐件3在日光中的停留時間根據(jù)實際天氣情況而調(diào)整、設(shè)定，即光照強時，縮短第一支撐件3在日光中的停留時間，光照弱時增加第一支撐件3在日光中的停留時間。同時，第一支撐件在日光中的停留時間還應(yīng)參考載體的含液量。另外，還可設(shè)置有光強反饋系統(tǒng)，光強反饋系統(tǒng)檢測光照的方向和強度并根據(jù)檢測結(jié)果自動控制提線的拉緊和放松，實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。
[0054]在養(yǎng)殖過程中，可直接在池體I中補充微藻生長消耗量較大的碳源(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，再通過攪拌或曝氣等方式，使補入的營養(yǎng)物質(zhì)、消毒劑等在池中均勻分布。
[0055]當(dāng)然，池體的結(jié)構(gòu)不限于圖2所示形式，可池體I中設(shè)置隔板以將池體I分割為多個子池體，營養(yǎng)物/消毒劑可在子池體中分別補充，也可將池體I中的營養(yǎng)液匯集后統(tǒng)一補充。另外，池體I為位于載體4的下方、可將流下的營養(yǎng)液回收的裝置。池體I中也可盛有富含光生物生長所需營養(yǎng)物質(zhì)的營養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液(包含有微藻細(xì)胞的營養(yǎng)液)，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。
[0056]該實施例中池體、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動周期等均不限于上述實施例 所描述的。即能夠?qū)崿F(xiàn)“蘸取”營養(yǎng)液，使微藻細(xì)胞在含蓄著營養(yǎng)物質(zhì)的載體上進行光合作用生長，并且載體呈錐形設(shè)置，可根據(jù)光強及光照方向的變化，調(diào)節(jié)載體間相對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條件的任何實施方式均在保護范圍內(nèi)。
[0057]參照圖5，本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置的第三個實施例，其中，與上述第二個實施例相同處不再贅述。[0058]本實施例中，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(無需在藻液中預(yù)培養(yǎng)4天),池體I中為光生物養(yǎng)殖液(本實施例中為營養(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)運動一次，待池體I中微藻細(xì)胞濃度達2-5g/L時，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)。可理解，在本實施例的光生物養(yǎng)殖裝置中，營養(yǎng)液中微藻細(xì)胞可同營養(yǎng)液一起吸附在載體4上，且可隨營養(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，會帶出一部分微藻細(xì)胞，此微藻細(xì)胞在陽光下進行光合作用生長，而當(dāng)載體4再次浸入養(yǎng)殖液中時，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而進行光合作用，由此循環(huán),形成液體培養(yǎng)。
[0059]參照圖6，本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置的第四個實施例，其中，與第二個實施例相同之處不再贅述。[0060]本實施例中，培養(yǎng)的光生物為絲狀藻，第一支撐件3由0.07米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,布液件8包括進液口和朝向載體4設(shè)置的出液口，布液件8的進液口與水泵流體連通。而水泵與池體I連通，可將池體I中的營養(yǎng)液或者光生物養(yǎng)殖液泵入布液件8的進液口，在本實施例中，池體I中為營養(yǎng)液，輸液裝置將池體I中的營養(yǎng)液泵入布液件8的進液口。其中，在本實施例中，布液件8為布液管,輸液裝置為水泵。進一步參照圖6,布液件8位于第一支撐件3上，池體I中營養(yǎng)液經(jīng)由循環(huán)裝置通過布液件將營養(yǎng)液噴淋于頂層載體4，即最靠近第一支撐件3的載體層上的載體4。營養(yǎng)液逐層流經(jīng)各附著有藻細(xì)胞的微載體4,為載體4上的微藻細(xì)胞供給水分及生長所需多種營養(yǎng)物，最后流回池體I中。
[0061]參照圖7，本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置的第五個實施例，其中與第四個實施例相同之處不再贅述。本實施例中載體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(無需在微藻液中預(yù)培養(yǎng)4天)，池體中為光生物養(yǎng)殖液(營養(yǎng)液和微藻細(xì)胞)，藻種為綠色球藻，待池中微藻細(xì)胞濃度達2-5g/L時,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?，在本實施例的光生物養(yǎng)殖裝置中，當(dāng)養(yǎng)殖液流經(jīng)各層載體時，營養(yǎng)液中藻細(xì)胞可同營養(yǎng)液一起吸附在載體4上，且可隨營養(yǎng)液一起流入下層載體最終流入池體I中，由此構(gòu)成了循環(huán)，即可認(rèn)為，養(yǎng)殖液在各載體層間流動時，會同時帶出一部分微藻細(xì)胞，此微藻細(xì)胞在陽光下進行光合作用生長，由此循環(huán)，形成液體培養(yǎng)。
[0062]參照圖8，本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置的第六個實施例，包括：至少一個支承架2和懸掛于支承架2上的可吸附光生物細(xì)胞、營養(yǎng)液和光生物養(yǎng)殖液的載體4。其中，每個載體4間隔開地各自懸掛于支承架2上。
[0063]其中，載體4優(yōu)選地由保水性高、有韌性、結(jié)實耐用的材料制成，并且其對所培養(yǎng)的光生物細(xì)胞無毒性或毒性輕微?？蛇x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、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、營養(yǎng)液和光生物養(yǎng)殖液?；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，而覆蓋部由可吸附光生物細(xì)胞、營養(yǎng)液和光生物養(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、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、營養(yǎng)液和光生物養(yǎng)殖液的、具有一定硬度而在懸掛時可保持展平的載體4。在本實施例中,載體4由白色粗棉布制成，長I. 5米、寬O. 3米、厚約O. OOl米的矩形片狀件，兩窄邊分別用線與長O. 3米、直徑約0.05米的塑料棒(未示出）綁定，以維持載體的平展?fàn)顟B(tài)。由此，在懸掛于支承架2上的載體4上培養(yǎng)光生物，可避免在池體中培養(yǎng)使得池體下部光生物受光不足的缺點，使位于載體4上的光生物充分受光。此外，彼此間隔開設(shè)置的4，可減少載體4之間相互遮光，進一步使載體4上的光生物充分受光。綜上，本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置具有較好的分光效果，由此可提高光生物的產(chǎn)量。進一步，本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置結(jié)構(gòu)簡單、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。
[0064]進一步參照圖8，本實施例中，間隔開地設(shè)置有4個支承架2，且4個支承架2的排列方向垂直于同一支承架上的載體的排列方向，優(yōu)選地，4個支承架2彼此等間距地間隔開，并且間距為I米。另外，每個支承架2設(shè)置有兩個間隔地且相互平行設(shè)置的支承桿7和兩端分別可移動地連接于兩個所述支承桿7的第一支撐件3。其中載體4為片狀件，且其以垂直于第一支撐件3的軸線可轉(zhuǎn)動的方式懸吊于第一支撐件3上，載體4的一個窄邊的中點與第一支撐件3可轉(zhuǎn)動地固定，且載體4可沿過固定點的豎直虛擬軸轉(zhuǎn)動，并且同一根第一支撐件3上相鄰兩載體4的間距為O. 5米。其中，支承桿7具有較好的強度以實現(xiàn)穩(wěn)固支承。當(dāng)然，支承架2的設(shè)置數(shù)量不局限于此，在可保證每天載體4充分受光且空間允許的情況下選擇適當(dāng)個數(shù)的支承架2即可。
[0065]參照圖9，在本實施例中，載體以垂直于支承架2的第一支撐件3的軸線可轉(zhuǎn)動的方式懸吊于第一支撐件3上，并且設(shè)置可調(diào)節(jié)載體4的受光面積的調(diào)節(jié)部件，使得載體4可根據(jù)光照方向（參照圖10和圖11)、光照強度和光生物自身在不同生長階段的需求調(diào)節(jié)載體的空間位置，由此提高分光效果，且在滿足光照要求的前提下可懸掛更多的載體4以提高產(chǎn)量。具體地，例如，陽光為光源時，可通過轉(zhuǎn)動載體，使得載體表面均勻受光，由此提高分光效果，從而提高光生物產(chǎn)率。又例如，載體為片狀件時，可通過連接于載體的引導(dǎo)件6帶動片狀件轉(zhuǎn)動（下述進行具體描述)，以使片狀件的具有最大表面積的表面充分受到陽光照射、不相互遮擋，由此使該表面吸附的光生物細(xì)胞可以同時獲得適宜光強，從而提高整體產(chǎn)量。
[0066]進一步，在本實施例中，調(diào)節(jié)部件包括驅(qū)動載體4轉(zhuǎn)動引導(dǎo)件6。可選地，引導(dǎo)件6可為剛性的桿件或柔性繩。具體地，通過引導(dǎo)件6將同一第一支撐件3上的所有片狀件(SP載體4)串聯(lián)起來，并且引導(dǎo)件6與第一支撐件3彼此間隔開。應(yīng)當(dāng)理解，由于引導(dǎo)件6可驅(qū)動載體4轉(zhuǎn)動，所以引導(dǎo)件6與第一支撐件3平行地設(shè)置并且并不與第一支撐件3處于同一豎直平面內(nèi)，該豎直平面垂直水平面。在本實施例中，同一根第一支撐件3上的各載體4的兩個窄邊中靠近第一支撐件3的窄邊的同一側(cè)頂點與引導(dǎo)件6相連，以便于統(tǒng)一調(diào)節(jié)載體4角度，即統(tǒng)一控制載體4的轉(zhuǎn)動，由此通過拉拽引導(dǎo)件6可實現(xiàn)載體4角度(受光面方向）的調(diào)節(jié)，即在本實施例中，調(diào)節(jié)載體4的空間位置為調(diào)節(jié)載體4相對于第一支撐件的角度?？蛇x地，引導(dǎo)件6由約0.01米麻繩構(gòu)成。當(dāng)然，引導(dǎo)件6與載體I的形式、連接方式和位置不局限于此，只要可以 實現(xiàn)通過引導(dǎo)件6控制載體4的轉(zhuǎn)動即可?？蛇x地，也可設(shè)置多個弓丨導(dǎo)件6，使得驅(qū)動載體4轉(zhuǎn)動更加方便省力。當(dāng)然，在本實施例中，調(diào)節(jié)部件還可包括驅(qū)動引導(dǎo)件6移動的驅(qū)動元件，例如電機等本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的設(shè)備。
[0067]在可選地實施例中，每個載體4可通過桿件連接于第一支撐件3上，桿件的一端連接于載體4，另一端穿過第一支撐件3并連接于位于第一支撐件3上的電機，通過電機帶動桿件旋轉(zhuǎn)，從而帶動載體旋轉(zhuǎn)。在該結(jié)構(gòu)中，調(diào)節(jié)部件包括電機。另外，本實施例中還包括設(shè)置于載體4下方的池體I，其中，載體4在水平面內(nèi)的投影均位于池體I的內(nèi)周壁在同一水平面內(nèi)的投影內(nèi)。另外，本實施例的光生物養(yǎng)殖裝置還具有為載體4提供營養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液(含有光生物細(xì)胞的營養(yǎng)液）的循環(huán)裝置，循環(huán)裝置包括驅(qū)動第一支撐件3沿支承桿7往返移動的驅(qū)動部件?？蛇x地，池體I為磚砌方形淺池，內(nèi)襯PVC材料，長、寬均5米、高O. 6米。另外，池體I內(nèi)盛有富含微藻生長所需營養(yǎng)物質(zhì)的營養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液，且營養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液深O. 1-0. 2米。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，循環(huán)裝置為載體4提供營養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液(含有營養(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，即在本是實施例中，池體I中容納營養(yǎng)液或者光生物養(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。即，若所培養(yǎng)的光生物細(xì)胞可穩(wěn)定的吸附于載體4上，不會在浸入池體I中的液體后由載體4脫離流動到池體I中（或僅有微量光生物細(xì)胞脫離載體4)，則池體I中容納營養(yǎng)液，即可理解為進行固體培養(yǎng)。而若所培養(yǎng)的光生物細(xì)胞在浸入池體I中的液體后會由載體4脫離流動到池體I中（或相對大量光生物細(xì)胞脫離載體4)，則池體I中容納光生物養(yǎng)殖液，以在每次載體4浸入時，補充流入光生物養(yǎng)殖液的光生物細(xì)胞，維持載體4上的光生物培養(yǎng)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)的營養(yǎng)液中并非完全不含有光生物細(xì)胞，但固體培養(yǎng)中營養(yǎng)液中的光生物細(xì)胞的含量遠少于的液體培養(yǎng)中的光生物細(xì)胞的含量。在本實施例中，池體I內(nèi)容納的為營養(yǎng)液，即采用固體培養(yǎng)方式。
[0068]在本實施例中，第一支撐件3由直徑約0.05米的麻繩制成，總長5米，兩端與直徑約0.035米粗麻繩相連。支承桿上設(shè)置有滑軌，并設(shè)置有可相對于滑軌上下滑動的滑輪，上述麻繩連接于滑輪，經(jīng)電動機驅(qū)動滑輪在滑軌上滑動。由此，電動機驅(qū)動第一支撐件3向下移動便可使載體4浸入營養(yǎng)液中以補充載體上的營養(yǎng)液、或者使載體4浸入光生物養(yǎng)殖液中以補給營養(yǎng)液并同時引入新的光生物細(xì)胞，電動機驅(qū)動第一支撐件3向上移動便可使載體4脫離營養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液的液面以全部暴露于陽光下。其中，在將本實施例用于固體培養(yǎng)時，此處為使載體脫離營養(yǎng)液的液面；若在其余的實施例中采用液體培養(yǎng)時，此處為使載體脫離光生物養(yǎng)殖液的液面。如上，通過為載體提供營養(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保證光生物細(xì)胞較快地生長。當(dāng)然，在可選地實施例中，第一支撐件3可由竹、木、合成塑料、尼龍、麻、浸塑金屬制成，且可優(yōu)選地由耐水、防腐材料制成，具有較好的剛性或柔韌性?？衫斫?，當(dāng)?shù)谝恢渭?為柔性件時，其上懸吊的載體4可能會導(dǎo)致第一支撐件3輕微的彎曲，此時可理解為每個載體4以垂直于第一支撐件3的軸線可轉(zhuǎn)動的方式懸吊為垂直第一支撐件3并未彎曲時的軸線，即并未懸吊每個載體4時的軸線。當(dāng)然，也可理解，由于載體4以懸掛于第一支撐件3上，所以其轉(zhuǎn)動的軸線平行于其受重力的方向。換言之，不局限于 此表述形式，載體4可在懸吊時根據(jù)陽光的照射方向而轉(zhuǎn)動，以避免載體間的相互遮光。
[0069]下面進一步敘述，通過上述光生物養(yǎng)殖裝置養(yǎng)殖光生物的過程，以養(yǎng)殖微藻為例。[0070]將載體4浸入盛有柵藻的培養(yǎng)容器中，并通入空氣與CO2的混合氣體(其中CO2含量為1_2%)，于自然光照條件下培養(yǎng)4天后，將載體4撈出，并懸掛于第一支撐件3上，同一根第一支撐件4上相鄰兩載體4的間距控制為O. 5米。每4分鐘第一支撐件3在電動機的作用下緩慢向池體I運動，使其上載體4浸入池體I中營養(yǎng)液中，待載體4被完全浸沒后，電動機驅(qū)動第一支撐件3與其上各載體4升出液面置于日光下,如此往復(fù),且各第一支撐件3的上下運動交錯進行。當(dāng)光強過強或過弱以抑制或限制微藻細(xì)胞生長時，拉拽引導(dǎo)件6以使載體4的具有最大面積的表面充分見光，從而使微藻細(xì)胞獲得適宜光強。每5-10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)。[0071]在養(yǎng)殖過程中，可直接在池中補充微藻生長消耗量較大的碳源(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，再通過攪拌或曝氣等方式，使補入的營養(yǎng)物質(zhì)、消毒劑等在池體I中均勻分布。
[0072]當(dāng)然，池體的結(jié)構(gòu)不限于圖8所示形式，可池體I中設(shè)置隔板將池體I分割為多個子池體，營養(yǎng)物/消毒劑可在子池體中分別補充，也可將池體I中的營養(yǎng)液匯集后統(tǒng)一補充?；蛟O(shè)置多個池體，一個池體對應(yīng)一個或多個載體設(shè)置。
[0073]另外，該實施例中為防止相鄰載體4相互貼附可通過增加載體4間間距或增加載體4下窄端配重或在相鄰載體4間增加間隔支撐物。而該實施例中第一支撐件3的運動速度以及在日光中的停留時間根據(jù)實際天氣情況而調(diào)整和設(shè)定。還可設(shè)置有光強反饋系統(tǒng)，光強反饋系統(tǒng)檢測光照的方向和強度并根據(jù)檢測結(jié)果自動控制引導(dǎo)件6的運動，由此自動控制載體4的轉(zhuǎn)動角度。另外，本實施例中的載體4還可同時可沿第一支撐件3的軸線方向移動，由此可根據(jù)光照和自身藻類的生長情況調(diào)節(jié)相鄰載體4的間距，以提高分光效果且在滿足光照要求的前提下，可培養(yǎng)更多的光生物細(xì)胞。
[0074]該實施例中池體I、支承桿7、第一支撐件3、載體4、引導(dǎo)件5和循環(huán)裝置的材料、結(jié)構(gòu)、尺寸、數(shù)量和支承架2間距及第一支撐件3運動周期等均不限于此。即能夠?qū)崿F(xiàn)“蘸取”營養(yǎng)液，使微藻細(xì)胞在含蓄著營養(yǎng)物質(zhì)的載體上進行光合作用生長，并可根據(jù)光強及光照方向的變化，調(diào)節(jié)載體角度(類似于百頁窗)，以使微藻細(xì)胞獲得較適宜的生長條件的任何實施方式均在保護范圍內(nèi)。
[0075]參照圖12，本發(fā)明的第七個實施例中，其中第六個實施例相同的地方不再贅述。本實施例的第一支撐件3由竹竿制成。參照圖13，循環(huán)裝置包括設(shè)置于支承架2上的布液件8和水泵，布液件8包括進液口和朝向載體4設(shè)置的出液口，布液件8的進液口與水泵流體連通。而水泵可將池體I中的營養(yǎng)液或者光生物養(yǎng)殖液泵入布液件8的進液口（在本實施例中，池體I中容納有營養(yǎng)液，即進行固體培養(yǎng)，所以水泵將池體I中的營養(yǎng)液泵入布液件8的進液口）。其中，布液件8由內(nèi)徑約Icm的塑料管制成，其上打有直徑為O. 5-lmm的出液口，營養(yǎng)液或者光生物養(yǎng)殖液經(jīng)由布液件8的出液口均勻、緩慢的滴在長有微藻細(xì)胞的載體4上?？衫斫?，根據(jù)載體4的數(shù)量和兩載體4之間的間距設(shè)置出液口的數(shù)量和位置，以能夠為載體4上的光生物細(xì)胞供給足夠的營養(yǎng)液即可。
[0076]參照圖14，本發(fā)明的第八個實施例的示意圖，其中與第七個實施例相同的地方不再贅述。本實施例中，載體4由50目尼龍絲網(wǎng)制成,池體I中為光生物養(yǎng)殖液(營養(yǎng)液和微藻細(xì)胞)，光生物養(yǎng)殖液經(jīng)由水泵、布液件均勻滴在載體上(載體無需如上述在藻液中預(yù)培養(yǎng)4天)，使光生物養(yǎng)殖液在載體上形成流動的薄液層，以使光生物細(xì)胞充分見光，進行光和作用。待池體I中微藻細(xì)胞濃度達2-5g/L時，收集池體I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)。
[0077]參照圖15和圖16，本發(fā)明的第九個具體實施例，其中與第六個實施例相同處不再贅述。本實施例中，每個載體4為沿第一支撐件3可滑動地懸吊的桿狀件，即載體4可沿第一支撐件3的軸線方向移動。進一步參照圖15和圖16，在本實施例中，第一支撐件3由粗0.035米麻繩制成，載體4由白色纖維繩(長I. 5米、粗0.02米)制成，同一第一支撐件3上相鄰兩載體的間距為0.05米，共設(shè)8根第一支撐件3，每相鄰兩根第一支撐件3的間距為
O.05米。培養(yǎng)藻種為淡水小球藻，每4分鐘第一支撐件3在電動機的作用下緩慢向池體I運動，使其上載體(載體無需在藻液中預(yù)培養(yǎng)4天）浸入光生物養(yǎng)殖液(營養(yǎng)液和微藻細(xì)胞）中，待載體4被完全浸沒后，電動機驅(qū)動第一支撐件3與其上各載體4升出液面置于日光下，此時光生物養(yǎng)殖液在載體4上形成流動的薄液層，以使光生物細(xì)胞充分見光，進行光和作用，如此往復(fù)，且各第一支撐件3的上下運動交錯進行。當(dāng)光強過強或過弱以抑制或限制微藻細(xì)胞生長時，可通過拉拽第一支撐件3 (由麻繩制成，即為柔性件)使不同第一支撐件3上載體4間的相對位置產(chǎn)生變化，從而使微藻細(xì)胞獲得適宜光強。待池體中微藻細(xì)胞濃度達2-5g/L時，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)。
[0078]本實施例可根據(jù)光強、光照方向的變化及微藻細(xì)胞生長階段需求，調(diào)節(jié)同根第一支撐件3上的相鄰載體4的間距，以使微藻細(xì)胞獲得較適宜的生長條件，從而提高光利用率，以提高微藻產(chǎn)量
[0079]參照圖17，在本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置的第十個實施例中，其中，與第八個實施例相同處不再贅述。本實施例中，第一支撐件3與支承桿7直接固定。第一支撐件3由粗約
O.03米的竹竿制成,載體4由白色粗棉繩(棉繩的長I. 5米、粗0.02米）制成，同一第一支撐件3上相鄰兩載體4的間距為0.05米，共設(shè)8根第一支撐件3，每相鄰兩根第一支撐件3的間距為0.05米。布液件8由內(nèi)徑約Icm的塑料管制成，其上設(shè)置有直徑為O. 5-lmm的出液口，營養(yǎng)液在布液件8中流動，并經(jīng)由出液口滴在載體4上。培養(yǎng)藻種為淡水小球藻。當(dāng)光強過強或過弱以抑制或限制微藻細(xì)胞生長時，可通過拉拽第一支撐件3使不同第一支撐件3上載體間的相對位置產(chǎn)生變化，從而使微藻細(xì)胞獲得適宜光強。該實施例中第一支撐件3對載體的調(diào)節(jié)作用根據(jù)實際天氣情況而調(diào)整、設(shè)定；第一支撐件3可通過與光強反饋系統(tǒng)相連，實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。
[0080]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)罱Y(jié)構(gòu)或設(shè)置有通孔的結(jié)構(gòu)，即載體4的表面具有凹陷和凸起，或載體4設(shè)置有通孔，凹凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)和設(shè)置有通孔的結(jié)構(gòu)均可以提高載體的持液能力，即在懸掛時載體4能維持其中較多的液體不會由于自重而脫離載體4。由此，可減少循環(huán)裝置的使用頻率，以降低成本。另外，在當(dāng)以將載體浸 入營養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液后再提起的方式為載體補充營養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液時，凹凸?fàn)钇Y(jié)構(gòu)和設(shè)置有通孔的片結(jié)構(gòu)可在提起過程中將更多營養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液留在載體4中。另外,在第一支撐件上懸掛有多個載體4時,載體4之間可以各種不同的形式連接，例如圖18中示出的呈網(wǎng)狀設(shè)置，而載體4可選地可各自以其上下兩固定點的連線為軸線轉(zhuǎn)動，以實現(xiàn)根據(jù)光照強度和方向以及自身的生長狀況調(diào)節(jié)其最大表面與光線的夾角。其中，可通過設(shè)置穿過載體4的引導(dǎo)件驅(qū)動載體4旋轉(zhuǎn)(具體可參照圖13的設(shè)置，引導(dǎo)件可為導(dǎo)桿、繩子、或由二者相互連接組成)。即調(diào)節(jié)部件包括引導(dǎo)件，可選地，還包括驅(qū)動引導(dǎo)件運動的驅(qū)動元件(例如電機)，或者采用手動驅(qū)動引導(dǎo)件運動。
[0081]此外，在本發(fā)明的光生物養(yǎng)殖裝置的可選地實施例中，還可包括驅(qū)動支承架移動的移動機構(gòu)，以更好的使載體跟隨太陽的移動形成更大的受光面。例如，當(dāng)池體I為圓形池體時，移動機構(gòu)可驅(qū)動支承架圍繞圓形池體的軸線轉(zhuǎn)動。
[0082]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(營養(yǎng)液/光合微生物培養(yǎng)液)，從而降低了養(yǎng)殖過程的用水量、運行能耗及設(shè)備、設(shè)施投入。另外，該裝置中載體4可緩慢、垂直進出營養(yǎng)液、阻力小，并可借助重力勢能及其他自然能源，故總能耗低。
[0083]可選地，實現(xiàn)第一支撐件沿支承桿移動的方式不局限于上述實施例，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，繩索穿過滑輪以利用定滑輪將第一支撐件下移或上提。而驅(qū)動繩索運動的、或驅(qū)動第一支撐件沿支承桿移動的驅(qū)動部件可選用例如電動機，而動力源優(yōu)選地為太陽能、潮汐能等環(huán)保能源。此外，支承架的結(jié)構(gòu)也不局限于本發(fā)明所示出的由兩個支承桿和第一支撐件組成的結(jié)構(gòu)。例如，支承桿的數(shù)量不局限于兩個，也不局限于僅設(shè)置一個第一支撐件，諸如，設(shè)置3個呈正三角形布置的支承桿，并且每相鄰兩個支承 桿之間設(shè)置一個第一支撐件；或諸如，設(shè)置4個呈四邊形布置的支承桿，對角的兩個支承桿之間設(shè)置一個第一支撐件。又例如，支承架包括用于支撐第一支撐件的第二支撐件，該第二支撐件的形狀可以為橫截面為四邊形的柱體。換言之，支承架只要可以滿足將載體支承于池體上方，使其能夠浸入池體即可。
[0084]此外，池體與載體的相對設(shè)置也不局限于上述實施例描述的結(jié)構(gòu)。具體而言，在圖8至圖17示出的實施例中，可對應(yīng)一個第一支撐件上的每個載體設(shè)置一個池體。也可對應(yīng)于一個第一支撐件上的所有載體中的每幾個載體設(shè)置一個池體。上述兩種情況中的每個池體中分別設(shè)置富含微藻生長所需營養(yǎng)物質(zhì)的營養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液以及消毒劑，并且每個池體之間可相互連通或彼此隔離。由此，可根據(jù)不同池體中營養(yǎng)物質(zhì)等消耗情況補充營養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液，以更好的控制光生物的養(yǎng)殖，提高生產(chǎn)率和效益。當(dāng)然，也可通過管路將每個池體中的營養(yǎng)液匯集后統(tǒng)一補充。
[0085]根據(jù)上述多個實施例，可理解，通過調(diào)節(jié)部件，載體可根據(jù)光強、光照方向變化和光生物自身在不同生長階段的需求調(diào)節(jié)載體空間位置(如載體間間距、、傾斜度、角度及空間伸展度等)，由此提高分光效果。具體地，例如，陽光為光源時，可通過調(diào)節(jié)載體間間距、角度及空間伸展度，使得載體表面較均勻受光、使得盡可能多的載體表面始終完全受光（即增大載體的受光面積，盡可能少的遮擋)。由此使該表面吸附的光生物細(xì)胞可以更高效的受光。
[0086]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，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、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(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)和懸掛于所述支承架（2)上的可吸附光生物細(xì)胞、營養(yǎng)液和光生物養(yǎng)殖液的載體（4)。
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，還包括： 設(shè)置于所述載體（4)下方的池體（1)； 其中，所述載體（4)在水平面內(nèi)的投影均位于所述池體（1)的內(nèi)周壁在同一水平面內(nèi)的投影內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光生物養(yǎng)殖裝置，其特征在于，還包括： 為所述載體提供營養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液的循環(huán)裝置。
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 )的進液口流體連通的輸液裝置。
5.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， 所述支承架（2)包括：兩個間隔地且相互平行設(shè)置的支承桿（7);兩端分別可移動地連接于兩個所述支承桿（7)的第一支撐件（3)，其中所述載體（4)懸掛于所述第一支撐件（3)上； 所述循環(huán)裝置包括：驅(qū)動所述第一支撐件（3 )沿所述支承桿（7 )往返移動的驅(qū)動部件。
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，還包括： 調(diào)節(jié)所述載體（4)的受光面積的調(diào)節(jié)部件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的光生物養(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、金屬、合成塑料中的一種或多種材料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的光生物養(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、營養(yǎng)液和光生物養(yǎng)殖液的吸附材料制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的光生物養(yǎng)殖裝置，其特征在于， 所述載體（4)為凹凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)或設(shè)置有通孔的結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】C12M1/00GK103834563SQ201410076333
【公開日】2014年6月4日 申請日期: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, 吳洪, 陳傳紅, 陳昱, 羅少敬, 許 永 申請人:新奧科技發(fā)展有限公司