光生物養(yǎng)殖裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種光生物養(yǎng)殖裝置，其包括至少一個(gè)支承架以及多個(gè)間隔開(kāi)的、可吸附光生物細(xì)胞、營(yíng)養(yǎng)液和光生物養(yǎng)殖液的載體，每個(gè)所述載體懸掛于所述支承架上。本實(shí)用新型的光生物養(yǎng)殖裝置分光效果好，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。此外，彼此間隔開(kāi)設(shè)置的至少兩個(gè)載體的間距和角度可調(diào)，可減少至少兩個(gè)載體之間的相互遮光，進(jìn)一步使載體上的光生物充分受光。綜上，本實(shí)用新型的光生物養(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。另外，本光生物養(yǎng)殖裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且成本低，可用于大規(guī)模養(yǎng)殖，由此提高光生物的整體產(chǎn)量。
【專利說(shuō)明】光生物養(yǎng)殖裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種光生物養(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)。微藻每年固定的〇) 2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] 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(kāi)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)，以使藻液中微藻細(xì)胞 及各營(yíng)養(yǎng)物分布均勻。但跑道池的養(yǎng)殖產(chǎn)量一直不夠理想，一方面是由于隨著微藻細(xì)胞生 長(zhǎng)，藻液濁度逐漸升高，陽(yáng)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(jiàn)光進(jìn)行光合作用，另一方面由于藻液在堅(jiān)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)2米以 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(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US2011/0217764A1公開(kāi)了一種使藻細(xì)胞附著于繩索表面，并通過(guò)滾輪 結(jié)構(gòu)令纏繞于其上的繩索不斷暴露于營(yíng)養(yǎng)液和陽(yáng)光中，使繩索上的藻細(xì)胞得以生長(zhǎng)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"，而采用了"固體培養(yǎng)法"，即藻 細(xì)胞主要在載體上生長(zhǎng)。上述培養(yǎng)裝置空間利用率不足，"分光"效果有限，且無(wú)法隨外界環(huán) 境(光強(qiáng)）變化及藻細(xì)胞不同生長(zhǎng)階段的需求對(duì)分光(相當(dāng)于細(xì)胞受光）進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0005] 文獻(xiàn) Growing microalgae as aquaculture feeds on twin-layers: a novel solid-state photobioreactor和Attached cultivation technology of microalgae for efficient biomass feedstock production公開(kāi)了"雙層"微藻固定化養(yǎng)殖系統(tǒng)，該系統(tǒng)主 要由"資源"層、"基質(zhì)"層和循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成。"資源"層和"基質(zhì)"層可成薄片狀并堅(jiān)直設(shè)置， 循環(huán)系統(tǒng)不斷的向"資源"層供給營(yíng)養(yǎng)液，"基質(zhì)"層一側(cè)附著著微藻細(xì)胞，另一側(cè)直接貼在 "資源"層兩側(cè)，以使附著于其上的藻細(xì)胞獲得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而生長(zhǎng)。上述微藻固定化養(yǎng)殖系統(tǒng)， 其"雙層"結(jié)構(gòu)并非必要，且"基質(zhì)"層上的藻細(xì)胞并未與"基質(zhì)"層真正固定，養(yǎng)殖過(guò)程中 藻細(xì)胞易于與"基質(zhì)"層脫離。此外，該系統(tǒng)無(wú)法隨外界環(huán)境(光強(qiáng)）變化及藻細(xì)胞不同生長(zhǎng) 階段的需求對(duì)分光(相當(dāng)于細(xì)胞受光）進(jìn)行調(diào)節(jié)，系統(tǒng)內(nèi)各養(yǎng)殖面("資源"層和"基質(zhì)"層） 相互擋光° 同時(shí)，文獻(xiàn) Attached cultivation technology of microalgae for efficient biomass feedstock production所公開(kāi)裝置與外界隔絕，以使藻細(xì)胞在含有(302的氣體環(huán) 境中生長(zhǎng)。但在自然環(huán)境中光強(qiáng)、溫度、空氣中co2分壓可控度低，且建造玻璃溫室（以提供 文獻(xiàn)中密閉環(huán)境）成本投入高，故該裝置不易于工業(yè)化放大應(yīng)用。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0006] 本實(shí)用新型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(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種光生物養(yǎng)殖裝置，包括：至少一個(gè)支承架；以及至少兩 個(gè)間隔開(kāi)的、可吸附光生物細(xì)胞、營(yíng)養(yǎng)液和光生物養(yǎng)殖液的載體，每個(gè)載體懸掛于支承架 上。
[0008] 根據(jù)本實(shí)用新型，支承架具有第一支撐件，每個(gè)載體或者以垂直于第一支撐件的 軸線可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式懸吊于第一支撐件和/或沿第一支撐件可滑動(dòng)地懸吊。
[0009] 根據(jù)本實(shí)用新型，載體為片狀件，通過(guò)引導(dǎo)件將同一第一支撐件上的所有片狀件 串聯(lián)起來(lái)，并且引導(dǎo)件與第一支撐件彼此間隔開(kāi)。
[0010] 根據(jù)本實(shí)用新型，載體為沿第一支撐件可滑動(dòng)地懸吊的桿狀件。
[0011] 根據(jù)本實(shí)用新型，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。
[0012] 根據(jù)本實(shí)用新型，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)液和光生物養(yǎng)殖液的吸附材料制成。
[0013] 根據(jù)本實(shí)用新型，載體為凹凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)或設(shè)置有通孔的結(jié)構(gòu)。
[0014] 根據(jù)本實(shí)用新型，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。
[0015] 根據(jù)本實(shí)用新型，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。
[0016] 根據(jù)本實(shí)用新型，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。
[0017] 根據(jù)本實(shí)用新型，其特征在于，間隔開(kāi)地設(shè)置有多個(gè)支承架，且多個(gè)支承架的排列 方向垂直于同一支承架上的載體的排列方向。
[0018] 相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的有益效果為：
[0019] 1.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)使得下部光生物 受光不足的缺點(diǎn)，使位于載體上的光生物充分受光。此外，彼此間隔開(kāi)設(shè)置的至少兩個(gè)載 體，可減少載體之間的相互遮光，進(jìn)一步使載體上的光生物充分受光。綜上，本實(shí)用新型的 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(jìn)一步，本實(shí)用新型的光 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，所以可將 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。
[0020] 2.載體以垂直于支承架的第一支撐件的軸線可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式懸吊于第一支撐件上， 使得載體可根據(jù)光照方向和光生物自身在不同生長(zhǎng)階段的需求調(diào)節(jié)載體的設(shè)置方向，即載 體之間的角度可調(diào)，由此提高分光效果，進(jìn)一步避免載體間相互遮光，從而在滿足光照需求 的前提下可培養(yǎng)更多的載體。具體地，例如，陽(yáng)光為光源時(shí)，可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)，可通過(guò)連接 于載體的引導(dǎo)件帶動(dòng)片狀件轉(zhuǎn)動(dòng)，以使各片狀件的具有最大表面積的一個(gè)表面保持始終完 全受光（即無(wú)相互遮擋)，由此使該表面吸附的光生物細(xì)胞可以充分受光。
[0021] 3.載體可滑動(dòng)地懸吊于第一支撐件上，使得載體可根據(jù)光照方向和光生物自身在 不同生長(zhǎng)階段的需求調(diào)節(jié)載體的間距，即，載體間的間距可調(diào)，由此提高分光效果，進(jìn)一步 避免了載體間的相互遮光，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。具體 地，可根據(jù)例如光照強(qiáng)度、光照方向和不同光生物對(duì)光的需求，調(diào)節(jié)載體的懸掛間距，由此 可提高光照的利用率，在滿足要求的前提下，培養(yǎng)更多光生物。
[0022] 4.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）的池體中，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。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1是本實(shí)用新型的光生物養(yǎng)殖裝置的第一個(gè)實(shí)施例的示意圖；
[0024] 圖2是圖1所示出的光生物養(yǎng)殖裝置加設(shè)引導(dǎo)件6的示意圖；
[0025] 圖3是圖1所示出的光生物養(yǎng)殖裝置中的載體根據(jù)一個(gè)光照方向定位的一個(gè)示意 圖；
[0026] 圖4是圖1所示出的光生物養(yǎng)殖裝置中的載體根據(jù)另一個(gè)光照方向定位的一個(gè)示 意圖；
[0027] 圖5是本實(shí)用新型的光生物養(yǎng)殖裝置的第二個(gè)實(shí)施例的示意圖；
[0028] 圖6是圖5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；
[0029] 圖7是本實(shí)用新型的第三個(gè)實(shí)施例的示意圖；
[0030] 圖8是本實(shí)用新型的第四個(gè)實(shí)施例的示意圖；
[0031] 圖9是圖8中示出的第一支撐件和載體的局部示意圖；
[0032] 圖10是本實(shí)用新型的第五個(gè)實(shí)施例的局部示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】進(jìn)行描述。
[0034] 參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型的光生物養(yǎng)殖裝置的第一個(gè)實(shí)施例，包括：至少一個(gè)支承架 2 ;以及至少兩個(gè)間隔開(kāi)的、可吸附光生物細(xì)胞、營(yíng)養(yǎng)液和光生物養(yǎng)殖液的載體4,每個(gè)載體 4懸掛于支承架2上。
[0035] 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)所培養(yǎng) 的光生物細(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、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(yíng)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(yíng)養(yǎng)液和 光生物養(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 白色粗棉布制成，長(zhǎng)1. 5米、寬0. 3米、厚約0. 001米的矩形片狀件，兩窄邊分別用線與長(zhǎng) 0. 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)。
[0036] 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(diǎn)，使位于載體4上的光生物充分受光。此外，彼此間隔開(kāi)設(shè)置的 至少兩個(gè)載體4,可減少載體4之間的相互遮光，進(jìn)一步使載體4上的光生物充分受光。綜 上，本實(shí)用新型的光生物養(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(jìn)一 步，本實(shí)用新型的光生物養(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。
[0037] 進(jìn)一步參照?qǐng)D1，本實(shí)施例中，間隔開(kāi)地設(shè)置有4個(gè)支承架2,且4個(gè)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(gè)支承架2彼此等間距地間隔 開(kāi)，并且間距為1米。另外，每個(gè)支承架2設(shè)置有兩個(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)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(dòng)的方式懸吊于第一支撐件3上，載體4的一個(gè)窄邊的中 點(diǎn)與第一支撐件3可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定，且載體4可沿過(guò)固定點(diǎn)的堅(jiān)直虛擬軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并且同一根第 一支撐件3上相鄰兩載體4的間距為0. 5米。可理解，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。 其中，支承桿7具有較好的強(qiáng)度以實(shí)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(gè)數(shù)的支承架2即可。
[0038] 參照?qǐng)D2,在本實(shí)施例中，可通過(guò)加設(shè)引導(dǎo)件6驅(qū)動(dòng)載體4轉(zhuǎn)動(dòng)?？蛇x地，引導(dǎo)件6 可為剛性的桿件或柔性繩。具體地，通過(guò)引導(dǎo)件6將同一第一支撐件3上的所有片狀件(即 載體4)串聯(lián)起來(lái)，并且引導(dǎo)件6與第一支撐件3彼此間隔開(kāi)。應(yīng)當(dāng)理解，由于引導(dǎo)件6可 驅(qū)動(dòng)載體4轉(zhuǎn)動(dòng)，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 同一堅(jiān)直平面內(nèi)，該堅(jiān)直平面垂直水平面。在本實(shí)施例中，同一根第一支撐件3上的各載體 4的兩個(gè)窄邊中靠近第一支撐件3的窄邊的同一側(cè)頂點(diǎn)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(dòng)，由此通過(guò)拉拽引導(dǎo)件6可實(shí)現(xiàn)載體4角度(受光面方 向）的調(diào)節(jié)?？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1的形式、連 接方式和位置不局限于此，只要可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)引導(dǎo)件6控制載體4的轉(zhuǎn)動(dòng)即可?？蛇x地，也 可設(shè)置多個(gè)引導(dǎo)件6,使得驅(qū)動(dòng)載體4轉(zhuǎn)動(dòng)更加方便省力。
[0039] 載體以垂直于支承架2的第一支撐件3的軸線可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式懸吊于第一支撐件3 上，使得載體4可根據(jù)光照方向（參照?qǐng)D3和圖4)、光照強(qiáng)度和光生物自身在不同生長(zhǎng)階段 的需求調(diào)節(jié)載體的設(shè)置方向（即調(diào)節(jié)載體之間的角度)，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(yáng)光為光源時(shí)，可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng) 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(shí)，可通過(guò)連接于載體的引導(dǎo)件帶動(dòng)片狀件轉(zhuǎn)動(dòng)，以使片狀件的具有最大表面積的表 面充分受到陽(yáng)光照射、不相互遮擋，由此使該表面吸附的光生物細(xì)胞可以獲得適宜光強(qiáng)，從 而提高整體產(chǎn)量。
[0040] 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，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1。可選地，池體1為磚砌方形淺池，內(nèi)襯PVC材料，長(zhǎng)、寬均5米、 高0.6米。另外，池體1內(nèi)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，且營(yíng) 養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液深〇. 1-0. 2米。而支承桿可位于池體1外側(cè)支承于例如地面上，當(dāng)然， 也可位于池體1內(nèi)部或池體1的邊沿上。當(dāng)然，池體1的結(jié)構(gòu)不限于圖1所示形式，可設(shè)多 個(gè)分別對(duì)應(yīng)一個(gè)第一支撐件上的單片或幾片載體的池體1，并在每個(gè)池體中分別設(shè)置富含 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)殖液以及消毒劑。由此，可根據(jù)不同池體中營(yíng) 養(yǎng)物質(zhì)等消耗情況補(bǔ)充營(yíng)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(guò)管路將每個(gè)池體中的營(yíng)養(yǎng)液匯集后統(tǒng)一補(bǔ)充。
[0041] 此外，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，即在本是實(shí)施例中，池體1中 容納營(yíng)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。 艮P，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(huì)在浸入池體1中的液體后由載 體4脫離流動(dòng)到池體1中（或僅有微量光生物細(xì)胞脫離載體4)，則池體1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)的光生物細(xì)胞在浸入池體1中的液體后會(huì)由載體4脫 離流動(dòng)到池體1中（或相對(duì)大量光生物細(xì)胞脫離載體4)，則池體1中容納光生物養(yǎng)殖液，以 在每次載體4浸入時(shí)，補(bǔ)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(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)少于的液體培養(yǎng)中的光生物細(xì)胞的含 量。在本實(shí)施例中，池體1內(nèi)容納的為營(yíng)養(yǎng)液，即采用固體培養(yǎng)方式。
[0042] 在本實(shí)施例中，第一支撐件3由直徑約0. 05米的麻繩制成，總長(zhǎng)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(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)液或光生物養(yǎng)殖液的液面以全部暴露于陽(yáng)光下。其中，在將本實(shí)施例用于 固體培養(yǎng)時(shí)，此處為使載體4脫離營(yíng)養(yǎng)液的液面；若在其余的實(shí)施例中采用液體培養(yǎng)時(shí)，此 處為使載體4脫離光生物養(yǎng)殖液的液面。如上，通過(guò)為載體提供營(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?？衫斫猓?dāng)?shù)谝恢渭?為柔性件時(shí)，其上懸吊的載體4可 能會(huì)導(dǎo)致第一支撐件3輕微的彎曲，此時(shí)可理解為每個(gè)載體4以垂直于第一支撐件3的軸 線可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式懸吊為垂直第一支撐件3并未彎曲時(shí)的軸線，即并未懸吊每個(gè)載體4時(shí)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(dòng)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(shí)根據(jù)陽(yáng)光的照射方向而轉(zhuǎn) 動(dòng)，以避免載體間的相互遮光。
[0043] 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。
[0044] 將載體4浸入盛有柵藻的培養(yǎng)容器中，并通入空氣與C02的混合氣體(其中C0 2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0. 5米。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1運(yùn)動(dòng)，使其上載體4浸入池體1中營(yíng)養(yǎng)液中，待載體4被完全浸沒(méi)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)，且各第一支撐件 3的上下運(yùn)動(dòng)交錯(cuò)進(jìn)行。當(dāng)光強(qiáng)過(guò)強(qiáng)或過(guò)弱以抑制或限制微藻細(xì)胞生長(zhǎng)時(shí)，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(jiàn)光，使微藻細(xì)胞獲得適宜光強(qiáng)。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)。
[0045] 在養(yǎng)殖過(guò)程中，可直接在池中補(bǔ)充微藻生長(zhǎng)消耗量較大的碳源(含有C02的混合 氣、純co 2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(chóng)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)、消毒劑等在池體1中均勻分 布。
[0046] 當(dāng)然，池體的結(jié)構(gòu)不限于圖1所示形式，可池體1中設(shè)置隔板將池體1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1中的營(yíng)養(yǎng)液匯集后統(tǒng)一補(bǔ) 充?；蛟O(shè)置多個(gè)池體，一個(gè)池體對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)載體設(shè)置。
[0047] 另外，該實(shí)施例中為防止相鄰載體4相互貼附可通過(guò)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間增加間隔支承物。而該實(shí)施例中第一支撐件3的運(yùn)動(dòng)速 度以及在日光中的停留時(shí)間根據(jù)實(shí)際天氣情況而調(diào)整和設(shè)定。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)控制引導(dǎo)件6的運(yùn)動(dòng)，由此自動(dòng) 控制載體4的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。另外，本實(shí)施例中的載體4還可同時(shí)可沿第一支撐件3的軸線方 向移動(dòng)，由此可根據(jù)光照和藻類自身的生長(zhǎng)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。
[0048] 該實(shí)施例中池體1、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)量和第一支撐件3間距及運(yùn)動(dòng)周期等均不限于此。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)，并可根據(jù)光強(qiáng)及光照方向 的變化，調(diào)節(jié)載體角度(類似于百頁(yè)窗)，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)。
[0049] 參照?qǐng)D5,本實(shí)用新型的第二個(gè)實(shí)施例中，其中與圖1示出的第一個(gè)實(shí)施例相同的 地方不再贅述。本實(shí)施例的第一支撐件3由竹竿制成。循環(huán)裝置包括設(shè)置于支承架2上的 布液件8 (如圖6示出的）和輸液裝置，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)液口與輸液裝置連通。而輸液裝置可將池體1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1中容納有營(yíng)養(yǎng)液，即進(jìn)行固體培養(yǎng)，所以輸液 裝置將池體1中的營(yíng)養(yǎng)液泵入布液件8的進(jìn)液口）。在本實(shí)施例中，布液件8為布液管，輸 液裝置為水泵。其中，布液件8由內(nèi)徑約lcm的塑料管制成，其上打有直徑為0. 5-1_的出 液口，營(yíng)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(zhǎng)有微藻細(xì)胞的 載體4上。可理解，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?yàn)檩d體4上的光生物細(xì)胞供給足夠的營(yíng)養(yǎng)液即可。
[0050] 參照?qǐng)D7,本實(shí)用新型的第三個(gè)實(shí)施例中，其中與圖5示出的第二個(gè)實(shí)施例相同的 地方不再贅述。本實(shí)施例中，載體4由50目尼龍絲網(wǎng)制成，池體1中為光生物養(yǎng)殖液(營(yíng)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(wú)需在藻液中如實(shí) 施例1與2所示預(yù)培養(yǎng)4天)，使光生物養(yǎng)殖液在載體上形成流動(dòng)的薄液層，以使光生物細(xì) 胞充分見(jiàn)光，進(jìn)行光和作用。待池體1中微藻細(xì)胞濃度達(dá)2-5g/L時(shí)，收集池體1中部分微 藻細(xì)胞至池中微藻細(xì)胞濃度為l_2g/L，開(kāi)始新一輪培養(yǎng)。
[0051] 參照?qǐng)D8和圖9,本實(shí)用新型的第四個(gè)具體實(shí)施例，其中與第一個(gè)實(shí)施例相同處不 再贅述。本實(shí)施例中，每個(gè)載體4為沿第一支撐件3可滑動(dòng)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(dòng)。進(jìn)一步參照?qǐng)D8,在本實(shí)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(zhǎng)1. 5米、粗0. 02米)制成，同一第一支撐件3上相鄰兩 載體的間距為〇. 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。 培養(yǎng)藻種為淡水小球藻，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1運(yùn)動(dòng)，使其 上載體(載體無(wú)需在藻液中如實(shí)施例1所不預(yù)培養(yǎng)4天）浸入光生物養(yǎng)殖液(營(yíng)養(yǎng)液和微藻 細(xì)胞）中，待載體4被完全浸沒(méi)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，此時(shí)光生物養(yǎng)殖液在載體4上形成流動(dòng)的薄液層，以使微藻細(xì)胞充分見(jiàn)光，進(jìn)行光 和作用，如此往復(fù)，且各第一支撐件的上下運(yùn)動(dòng)交錯(cuò)進(jìn)行。當(dāng)光強(qiáng)過(guò)強(qiáng)或過(guò)弱以抑制或限制 微藻細(xì)胞生長(zhǎng)時(shí)，可通過(guò)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(duì)位置產(chǎn)生變化，從而使微藻細(xì)胞獲得適宜光強(qiáng)。待池體中微藻細(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(kāi)始新一輪培養(yǎng)。
[0052] 本實(shí)施例可根據(jù)光強(qiáng)、光照方向的變化及微藻細(xì)胞生長(zhǎng)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(zhǎng)條件，從而提高光利用 率，以提高微藻產(chǎn)量
[0053] 參照?qǐng)D10,在第五個(gè)實(shí)施例中，其中，與第二個(gè)實(shí)施例相同的不再贅述。本實(shí)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0. 03米的竹竿制成，載體4 由白色粗棉繩(棉繩的長(zhǎng)1. 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lcm的塑料管制成，其上設(shè)置有直徑為0. 5-lmm的出液口，營(yíng)養(yǎng)液在布液件8中 流動(dòng)，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(qiáng)過(guò)強(qiáng)或過(guò)弱以抑制或 限制微藻細(xì)胞生長(zhǎng)時(shí)，可通過(guò)拉拽第一支撐件使不同第一支撐件上載體間的相對(duì)位置產(chǎn)生 變化，從而使微藻細(xì)胞獲得適宜光強(qiáng)。該實(shí)施例中第一支撐件對(duì)載體的調(diào)節(jié)作用根據(jù)實(shí)際 天氣情況而調(diào)整、設(shè)定；第一支撐件可通過(guò)與光強(qiáng)反饋系統(tǒng)相連，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。
[0054] 當(dāng)然，本實(shí)用新型的光生物養(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(shí)載體4能維持其 中較多的液體不會(huì)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(yíng)養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖液后再提起的方式為載體補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)液或光生 物養(yǎng)殖液時(shí)，凹凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)和設(shè)置有通孔的結(jié)構(gòu)可在提起過(guò)程中將更多營(yíng)養(yǎng)液或光生物養(yǎng)殖 液留在載體4中。而每個(gè)載體4可以垂直于第一支撐件3的軸線可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式懸吊于第一 支撐件3上，或者可沿第一支撐件3可滑動(dòng)地懸吊于第一支撐件3上，或者在以上述轉(zhuǎn)動(dòng)的 方式懸吊于第一支撐件3上的同時(shí)沿第一支撐件3可滑動(dòng)地懸吊于第一支撐件3上，即同 時(shí)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)與滑動(dòng)的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)然，選擇何種運(yùn)動(dòng)方式取決于培養(yǎng)的光生物的種類、光照的情 況等，并不局限于某種運(yùn)動(dòng)方式，以可實(shí)現(xiàn)有效地利用光能，提高產(chǎn)量即可。
[0055] 此外，在本實(shí)用新型的光生物養(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)的移動(dòng)形成更大的受光面。例如，當(dāng)池體1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)。
[0056] 當(dāng)然，池體1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1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。另外， 池體與載體的相對(duì)設(shè)置也不局限于上述實(shí)施例描述的結(jié)構(gòu)。具體而言，可對(duì)應(yīng)每個(gè)載體設(shè) 置一個(gè)池體。對(duì)應(yīng)于各個(gè)載體的池體可相互連通或彼此隔離。
[0057] 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)滑輪以利用杠桿原理將第一 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。
[0058] 以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本 領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則 之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(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： 至少一個(gè)支承架（2);以及 至少兩個(gè)間隔開(kāi)的、可吸附光生物細(xì)胞、營(yíng)養(yǎng)液和光生物養(yǎng)殖液的載體（4)，每個(gè)所述 載體（4)懸掛于所述支承架（2)上。
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， 所述支承架（2)具有第一支撐件（3)，每個(gè)載體（4)或者以垂直于所述第一支撐件（3) 的軸線可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式懸吊于所述第一支撐件和/或沿所述第一支撐件可滑動(dòng)地懸吊。
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， 所述載體（4)為片狀件，通過(guò)引導(dǎo)件（6)將同一所述第一支撐件（3)上的所有所述片 狀件串聯(lián)起來(lái)，并且所述引導(dǎo)件（6)與所述第一支撐件（3)彼此間隔開(kāi)。
4. 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， 所述載體（4)為沿所述第一支撐件（3)可滑動(dòng)地懸吊的桿狀件。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)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)液和光生物養(yǎng)殖液的吸附材料制成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)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)。
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，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。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7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。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7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（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(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。
10. 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， 間隔開(kāi)地設(shè)置有多個(gè)支承架（2)，且所述多個(gè)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。
【文檔編號(hào)】C12R1/89GK203999631SQ201420096268
【公開(kāi)日】2014年12月10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】朱振旗, 王琳, 陳昱, 羅少敬, 吳洪, 陳傳紅 申請(qǐng)人:新奧科技發(fā)展有限公司