共生的蝦和藻類生長系統的制作方法
【專利說明】共生的蝦和藻類生長系統
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求于2012年9月7日提交的、標題為"共生的蝦和藻類生長系統"的美 國臨時專利申請號61/698,029、以及也于2012年9月7日提交的、標題為"用于控制水生 生物的心理和生理影響的水生系統"的美國臨時專利申請號61/698, 074的權益，各申請的 全部內容通過引用以其全部結合在此。
【背景技術】
[0003] 本發明涉及水產養殖。更具體地講，本發明涉及一種共生的蝦和藻類生長系統。
[0004] 海產食品始終是人類食物的一種來源。進一步地，已經證實，海產食品是食物的一 種健康來源，并且其導致海產食品的消費在全世界不斷增加。然而，由于隨著時間的推移環 境污染變得越來越重，尤其是水道，飼養和收獲海產食品來滿足消費者不斷增加的需求變 得越來越困難。這種需求導致海產食品的水產養殖或水生養殖變得更受歡迎。
[0005] 典型地，水產養殖場會由多個并排的水溝組成，這些水溝中含有水生生物，包括但 不限于奸、羅非魚、鞋魚、鱒魚、其他淡水魚和咸水魚等等。這些水溝典型地位于室外，水不 斷流過水溝用于過濾用途。然后，水生生物進食一種食物來源，如提供的藻類，并且可以在 完全長大后收獲。
[0006] 在用于水生生物生長的水產養殖系統中，將水不斷地運送經過水溝，魚、蝦或其他 水生生物在水溝中生長和收獲。典型水溝的形狀是長方形的并且是彼此平行定位的。水不 斷地從水溝的一個入口側流向一個出口端。
[0007] 因為水必須不斷地流經水溝來將水的質量保持在一個高水平，這些系統存在一些 問題。尤其是，魚和/或蝦廢棄物在系統內積聚，必須不停地清洗。
[0008] 此外，為了提供在水溝內的水生生物的食物生長所需的日照和光，這些水產養殖 系統必須位于室外。因為雨天和陰天的日光很少，由此不能達到水生生物及其食物來源所 需的最佳生長條件，這經常是成問題的。此外，在室外環境中水溫難以適中，而且水溫不斷 需要達到與外界溫度的平衡。這也不能提供在水溝內的水生生物或食物的最佳生長條件。 此外，太陽提供日光，光線照到具有反光性的水的上表面，再次提供了難以控制的且對于生 長不是最佳的生長條件。
[0009] 存在的另一個問題是提供水生生物的食物來源。尤其是，對于如蝦等水生生物，其 食物來源是藻類，藻類吸收日光以便生長。藻類的生長速度對可以在水溝中生存的蝦的數 量具有直接影響。如果藻類并不是以足夠的速度生長，這些蝦就沒有充足的食物，而必須向 水溝中投入額外的食物/藻類，或者只有較少的蝦能夠生存。
[0010] 本領域已知，如藻類等植物吸收不同頻率的光從而發生光合作用。具體地講，光合 有效福射（PAR)是在從大約400納米（nm)到700nm的光譜范圍內的福射。本領域中還已 知的是葉綠素（最豐富的植物色素并且負責植物新陳代謝的色素）可最高效地捕捉紅光和 藍光。因此，當用紅色和藍色波長的輻射照射時，藻類的生長可達到最佳。
[0011] 本領域還已知，動物對用于生長的不同波長的輻射也有類似的反應。例如，白光可 刺激動物的活動和繁殖。與植物類似，紅光和藍光顯示出可增強動物的生長特征。
[0012] 因此，在本領域中需要一種水產養殖系統，該水產養殖系統易于過濾和清潔，并允 許水生生物的室內生長。尤其是需要提供一種用于水生生物生長的受控環境，使得水生生 物的產量、大小和味道可以一種高效且自身持續的方式達到最大化。
[0013] 因此，本發明的主要目的是提供一種照明組件，該照明組件提供不同波長的光照 來優化水生生物的生長和產量。
[0014] 本發明的另一個目的是提供一種便宜的照明組件，該照明組件用于優化水生生物 的生理和心理效應。
[0015] 本發明的另一個目的是為在水產養殖系統內的水生生物提供最佳照明。
[0016] 這些和其他目的、特征以及優點將從說明書和權利要求書變得清楚。
[0017] 發明概述
[0018] -種水生系統，該水生系統具有一個第一水溝，該第一水溝含有一種置于其中的 水生生物食物來源。該系統另外具有一個第二水溝，該第二水溝具有置于其中的水生生物， 并與該第一水溝處于流體連通。照明組件具有幾組LED燈，這幾組LED燈被放置在第一水 溝和第二水溝中，用于為置于其中的食物來源和水生生物提供照明。這些照明組件可被調 到分別與食物來源和水生生物相關聯的光的波長，使食物生產達到最大化并優化水生生物 的生長、健康和味道。
[0019] 附圖簡要說明
[0020] 圖1是一種水生系統的一個側面平面視圖；
[0021] 圖2是一種水生系統的一個側面平面視圖；
[0022] 圖3是一種水生系統的一個側面平面視圖；
[0023] 圖4是一種水溝水生系統的一個俯視平面視圖；并且
[0024] 圖5是一種水溝水生系統的一個側面平面視圖。
[0025] 本發明的優選實施方案的詳細說明
[0026] 這些附圖示出了一種水生系統10,該水生系統在水14中含有多種水生生物12和 一種食物來源13。這些水生生物12可以是任何一種水生生物，包括但不限于蝦、鮭魚、鱒 魚、羅非魚、任何其他咸水魚或淡水魚等等。該食物來源13包括但不限于藻類和其他可被 水生生物消耗的植物和/或動物生命。該水14可以是淡水或咸水。相似地，該水14可以 是任何水體，如海洋、港灣、海、海灣、湖、河、溪流等等，或可替代地可以是一種人工結構，如 水溝、室內水溝、室內水池等等。
[0027] 將至少一個照明組件16放在水14中、其上、其旁或臨近處，這樣使得該照明組件 16內的多個燈18可到達水生生物12和/或被其吸收。尤其是，可將照明組件放在水體底 部、安裝在安裝設備上、懸掛在碼頭上、放在水溝中的一個套箱內、或在水中放在靠近食物 來源13和/或水生生物12的其他地方，這樣使得食物來源13和/或水生生物12可接收 由這些照明組件16發出的光。
[0028] 優選的是，這些燈18是發光二極管（LED)，能夠被控制來產生任何所需的可見光 波長，其波長在400nm-700nm之間。尤其是，這些照明組件16設置有AC驅動電源，如格雷 佳（Grajcar)的美國公布的專利申請2011/0273098、格雷佳（Grajcar)的美國公布的專利 申請2011/0210678、格雷佳（Grajcar)的美國公布的專利申請2011/0109244和/或格雷佳 (Grajcar)的USSN 61/570, 552中所呈現的那樣，這些專利中的每一個全部結合在此。
[0029] 根據所列出的專利申請中呈現的技術，各照明組件16具有多個LED燈18,這些燈 由一個AC驅動器20供電，該AC驅動器具有一個調光器22,這樣可以使用一個AC電源來控 制這些燈18的波長來提供具有預定間隔的所需波長為400nm-700nm的光。優選的是，提供 波長490nm的光。
[0030] 在操作中，對一種如蝦、咸水魚、淡水魚等特定的水生生物12或如藻類等食物來 源13進行分析，來確定光的預定波長和/或光的波長組合，來對水生生物12或食物來源 13產生心理和生理功能作用。對于藻類，為了誘食較小的魚和海洋動物，這一波長顯示為 490nm。基于這種分析，確定由這些照明組件16發射出的預定的彩色模式。然后這些照明 組件16被致動，以預定間隔發射預定的彩色模式。然后水生生物12和食物來源13接收這 種光，用于改變水生生物12的心理和生理功能，由此使水生生物12的生長、顏色或產量達 到最大化或有所增強。
[0031] 預定的顏色模式可包括但不限于具有紅色波長光、藍色波長光或波長為490nm的 藍綠光。另外，預定顏色模式可以表現為使用單一波長或顏色的光。
[0032] 在一個實施例中，預定顏色模式是基于使水生生物12的生長最大化的。在又一個 實施例中，預定顏色模式是基于使水生生物12的產量最大化的。這種產量包括照明組件16 對水生生物12直接照明所引起的產量的增加，同時其他照明組件16提供一種預定顏色模 式來增強和優化在水14中的如藻類等食物來源13的生長，使得水生生物12消耗食物達到 最大化，由此增加產量。
[0033] 在水生生物12是蝦的又一個實施例中，預定顏色模式是基于將蝦的顏色增強至 粉紅的。在又一個實施例中，預定顏色模式使如蝦等水生生物12的脂肪酸增加。在另一個 實施例中，預定顏色模式使如蝦等水生生物的酶活性降低，來使疾病減至最小，如黑色素防 止黑斑病。在其他實施例中，預定顏色模式控制蝦的蛻皮率，以便使每鎊整蝦可得到更多可 食的蝦肉。
[0034] 因此提供了一個水生系統10,該水生系統利用AC驅動的照明組件16來為LED照 明供電，來提供預定波長/顏色模式的光，用于輔助如蝦等水生生物12的飼養和收獲。這 些照明組件16用于獲得最大生長、增強顏色、使疾病減到最小和/或增加水生生物12的產 量。相似地，顏色模式可用于增加食物來源13的生長，轉而用作增強水生生物12的生長和 增加產量。另外，與能夠提供不同波長輸出的DC驅動的照明組件相比，通過使用如在結合 至本申請的這些申請中所呈現的AC驅動的照明組件16可使成本最小化。因此，至少所有 陳述的目的已經實現。
[0035] 在如圖4和圖5所示的一個替代實施例中，一個水生系統110具有一個第一水溝 112。該第一水溝112從一個入口 114延伸至一個出口 116, 一個用于保持水120的通道118 置于其間。該第一水溝112含有或具有置于其中的一種食物來源122。在一個優選的實施 例中，該食物來源122是藻類。一個泵124將含有該食物來源122的水120泵出