自養(yǎng)型微藻封閉式培養(yǎng)與取藻的裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及藻類培養(yǎng)裝置，公開了自養(yǎng)型微藻封閉式培養(yǎng)與取藻的裝置，包括上蓋（1）、培養(yǎng)容器（2）、底柜、電子控制系統(tǒng)、取藻和溢氧補(bǔ)水系統(tǒng)、機(jī)械攪拌系統(tǒng)（18）、CO2供應(yīng)系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、LED微藻生長燈（17）、換液設(shè)備。本實(shí)用新型培養(yǎng)容器密閉，在其唯一的可通空氣管道內(nèi)設(shè)微孔透氣膜，用機(jī)械攪拌，解決了以往培養(yǎng)裝置在培養(yǎng)微藻過程中，藻液與外界空氣長期直接接觸而易被空氣中的雜藻等微生物污染以及鼓氣造成的食品安全、耗能低產(chǎn)等技術(shù)問題。本實(shí)用新型設(shè)有的CO2供應(yīng)系統(tǒng)供應(yīng)的CO2，能有效穩(wěn)定藻液ph值于最佳范圍，也是經(jīng)濟(jì)環(huán)保的碳源。本實(shí)用新型設(shè)有的取藻系統(tǒng)，取藻便捷，取出的藻飲用水沖洗后即可食用。
【專利說明】自養(yǎng)型微藻封閉式培養(yǎng)與取藻的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及藻類培養(yǎng)裝置，尤其涉及了自養(yǎng)型微藻封閉式培養(yǎng)與取藻的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在人們越來越注重保健，食用新鮮微藻(如螺旋藻)也成為養(yǎng)生的一種方式。但是目前培養(yǎng)食用新鮮微藻的裝置還存在很多問題。如以下幾點(diǎn):沒有微孔透氣膜隔離空氣，空氣攜帶雜藻容易進(jìn)入藻液影響微藻的培養(yǎng)和品質(zhì)；使用氣動(dòng)循環(huán)汽包爆裂噪音大，濺到液面上方的培養(yǎng)容器內(nèi)壁上，藻泥聚集，久則腐敗，影響食品安全；以及使用氣動(dòng)循環(huán)冬天會(huì)帶入大量冷空氣增加加熱負(fù)荷、浪費(fèi)能源，也容易引入空氣中雜藻等微生物；使用內(nèi)置于藻液的光源，由于自養(yǎng)型微藻趨光性強(qiáng)，會(huì)聚集貼附于光源罩上，遮擋生長光源、降低產(chǎn)量；以往培養(yǎng)裝置沒有二氧化碳供應(yīng)系統(tǒng)，培養(yǎng)過程中，藻液Ph值快速升高，影響微藻生長，甚至20天左右開始死藻，單次培養(yǎng)周期過短，增加換液頻率和使用成本，浪費(fèi)資源。此外取藻系統(tǒng)存在缺陷，十分麻煩；還有培養(yǎng)容器缺少封閉措施，水分揮發(fā)量大，需要經(jīng)常大量加水，維護(hù)麻煩、浪費(fèi)水資源。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中外界空氣帶來的雜藻等微生物污染；氣動(dòng)循環(huán)帶來的微藻貼壁腐敗，導(dǎo)致的食用安全問題；內(nèi)置于藻液的生長燈罩被微藻黏附，遮擋光線，影響光合作用，降低產(chǎn)量、浪費(fèi)能源；PH值升高縮短培養(yǎng)周期，使用成本過高；以及取藻繁瑣、浪費(fèi)水資源等缺點(diǎn)，提供了一種自養(yǎng)型微藻封閉式培養(yǎng)與取藻的裝置。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案得以解決:
[0005]自養(yǎng)型微藻封閉式培養(yǎng)與取藻的裝置，包括上蓋、培養(yǎng)容器、培養(yǎng)容器底邊設(shè)有的換液設(shè)備；上蓋、培養(yǎng)容器之間設(shè)有密封墊；第一上蓋和第二上蓋之間設(shè)有空腔，空腔內(nèi)設(shè)有LED微藻生長燈、抽液泵、散熱風(fēng)扇、攪拌器馬達(dá)和控制系統(tǒng)，第二上蓋下側(cè)設(shè)有攪拌葉片，攪拌器馬達(dá)與攪拌葉片相連；上蓋上設(shè)有取藻和溢氧補(bǔ)水系統(tǒng)，取藻和溢氧補(bǔ)水系統(tǒng)包括第一液管、空腔內(nèi)的抽液泵、第二液管、水龍頭、多功能管道、取藻濾芯；第一液管、抽液泵、第二液管、水龍頭依次相連，水龍頭的出水口設(shè)在多功能管道的上方；多功能管道內(nèi)設(shè)有取藻濾芯。
[0006]上蓋分為兩層，第一上蓋為無毒塑料或金屬(如鋁合金)；第二上蓋為無毒透明塑料；空腔內(nèi)集成攪拌器馬達(dá)、led微藻生長燈、電子控制系統(tǒng)和配套系統(tǒng)。培養(yǎng)容器，材料要無毒、耐堿、耐高溫，有一定硬度、強(qiáng)度和可塑性；培養(yǎng)容器的橫截面為正方形、長方形、多邊形、圓形等形狀。上蓋、培養(yǎng)容器之間通過食品級密封墊密封，上蓋上設(shè)唯一可通空氣的多功能管道(19)，培養(yǎng)期間蓋上內(nèi)置微孔透氣膜的上蓋，該膜可以幾乎完全阻止2.5微米以上空氣中的顆粒、雜藻等微生物，同時(shí)棄用氣泵鼓氣循環(huán)藻液的方式，給微藻培養(yǎng)創(chuàng)造一個(gè)非常安全的環(huán)境，可以避免目前其它養(yǎng)藻設(shè)備多發(fā)的雜藻等微生物污染問題。而導(dǎo)致微藻污染和食品安全問題的常見雜藻等微生物，都大于2.5微米。
[0007]多功能管道功能:1.外溢生物氧；2.補(bǔ)水；3.配合內(nèi)置微孔膜的上蓋，隔離灰塵雜藻等污染物；4.配合取藻濾芯等，濾取微藻，回流過網(wǎng)幼藻和培養(yǎng)液。該多功能管道在平時(shí)的微藻培養(yǎng)過程中，被內(nèi)置微孔過濾膜的蓋子覆蓋，只有在補(bǔ)水和濾取微藻時(shí)暫時(shí)移開，其中濾取微藻時(shí)套上取藻濾芯。
[0008]藻的生長離不開水的循環(huán)流動(dòng)，棄用氣泵鼓氣方式，采用機(jī)械攪拌方式循環(huán)藻液，可以避免微藻聚集貼壁導(dǎo)致腐敗等問題。攪拌馬達(dá)內(nèi)置于上蓋腔體內(nèi)，攪拌葉片懸垂于液面之下，傳動(dòng)軸穿過鑲嵌在第二上蓋的軸承，以鏈接攪拌馬達(dá)和攪拌葉片。攪拌以達(dá)到適當(dāng)?shù)难h(huán)速度和不斷藻絲為原則，攪拌馬達(dá)選擇低速同步馬達(dá)，葉片形狀以無色透明的螺旋槳式為佳，豎直懸垂藻液里，離液面不過5cm，這樣可以在液面形成泉涌效果，達(dá)到攪拌目的，而且馬達(dá)負(fù)荷小，攪拌效果好。
[0009]光合作用離不開光源，光源采用頂置式特定波段的led微藻生長燈。避免直接接觸藻液，杜絕了微藻聚集黏附而遮擋光源，確保光合作用正常進(jìn)行。LED微藻生長燈要有聚光罩和透光罩(即第二頂蓋)。聚光罩可以防止散射，避免散射對產(chǎn)量、光合效率帶來的影響，提高能源利用率。第二上蓋作為透光罩，要有適當(dāng)弧度，以便凝結(jié)的蒸發(fā)水回落容器。LED微藻生長燈采用全波段白光和波長610?720nm的紅光或400?520nm的藍(lán)光組合。LED微藻生長燈的光強(qiáng)為30000-400001ux。LED微藻生長燈需要設(shè)定2_5個(gè)小時(shí)的夜間關(guān)閉時(shí)間，以模擬自然生態(tài)的光暗周期，便于生物沉積，進(jìn)而提升藻的產(chǎn)量和質(zhì)量。
[0010]取藻和溢氧補(bǔ)水系統(tǒng)由過濾頭、第一液管、自吸式抽液泵、第二液管、水龍頭依次相連的取液部分和多功能管道、取藻濾芯相配合的濾藻部分組成。過濾頭用于濾去雜質(zhì)，水龍頭應(yīng)固定在第一上蓋上側(cè)，貼近多功能管道，而第一液管則應(yīng)穿過第二上蓋侵入藻液約5cm深，第一液管應(yīng)與對應(yīng)的第二上蓋穿孔緊密配合，同時(shí)該穿孔應(yīng)遠(yuǎn)離多功能管道。防止剛濾過的水沖淡藻液，被再次過濾。根據(jù)藻的品種和藻絲的長短選擇取藻濾芯的目數(shù)，一般200-300目。取藻濾芯可采用食品級尼龍濾網(wǎng)或金屬濾網(wǎng)。
[0011]作為優(yōu)選，第一液管一端設(shè)有過濾頭。
[0012]作為優(yōu)選，多功能管道設(shè)有與其相連的蓋子，蓋子內(nèi)設(shè)有微孔透氣膜。多功能管道為唯一可通空氣通道的設(shè)計(jì)，因光合作用放氧，培養(yǎng)容器內(nèi)氣壓高于外部，基本是單向通氣，外界污染入侵的可能也會(huì)降低，微孔膜也不易被堵塞；而且該種設(shè)計(jì)使水蒸發(fā)量減少，每月加水2-4次即可，比其他產(chǎn)品節(jié)約用水、操作簡便、易維護(hù)。
[0013]作為優(yōu)選，微孔透氣膜為聚四氟乙烯透氣膜或聚乙烯透氣膜或玻璃纖維透氣膜。
[0014]作為優(yōu)選，換液設(shè)備包括凹槽，凹槽設(shè)在培養(yǎng)容器的底邊。
[0015]作為優(yōu)選，換液設(shè)備為兩段式換液設(shè)備；兩段式換液設(shè)備包括第一管道、第二管道和排液閥，第二管道與第一管道活動(dòng)連接，第一管道低于容器底部，第二管道的頂端高出培養(yǎng)容器的底邊l-3cm。第二管道用于濾藻的排出，以便作為下一個(gè)培養(yǎng)周期的藻種。培養(yǎng)容器離底邊l_3cm的培養(yǎng)液中含有沉淀雜質(zhì)，第二管道的頂端高出培養(yǎng)容器的底邊l_3cm，保障了取出的藻種內(nèi)不含有沉淀雜質(zhì)。用第二管道排出含有藻種的培養(yǎng)液的過程中，流速要小一些(流量控制在每分鐘5升)，避免了大力度沖擊對藻種帶來的傷害。第一管道用于排出含有雜質(zhì)的培養(yǎng)液，此時(shí)流速可以調(diào)大，流量控制在每分鐘8-10升。第一管道低于容器底部，保障其內(nèi)液體可以排空。第二管道插于第一管道內(nèi)，用橡膠墊密閉。
[0016]作為優(yōu)選，還包括二氧化碳供應(yīng)系統(tǒng)，二氧化碳供應(yīng)系統(tǒng)包括二氧化碳鋼瓶、減壓閥、止逆閥、霧化噴頭和供應(yīng)管道；二氧化碳鋼瓶、減壓閥、止逆閥、霧化噴頭通過供應(yīng)管道依次相連；霧化噴頭設(shè)在培養(yǎng)容器底部。二氧化碳鋼瓶、減壓閥、止逆閥、霧化噴頭通過氣管相連。培養(yǎng)液中ph>10時(shí)藻類生長受抑制，超過11時(shí)藻類開始死亡。因此，二氧化碳供應(yīng)系統(tǒng)向培養(yǎng)容器中供應(yīng)二氧化碳，用來調(diào)節(jié)Ph值，有效抑制Ph上升，使其維持在藻類生長的最適范圍內(nèi)。此外，供給的二氧化碳是一種經(jīng)濟(jì)環(huán)保的碳源。本實(shí)用新型選用的二氧化碳供應(yīng)系統(tǒng)，不用在培養(yǎng)容器內(nèi)安裝復(fù)雜的體積較大的二氧化碳溶解器和控制單元，結(jié)構(gòu)簡單、易行、溶解利用率高。
[0017]作為優(yōu)選，還包括底柜，底柜設(shè)在培養(yǎng)容器下側(cè)；底柜內(nèi)設(shè)有二氧化碳鋼瓶。底柜主要起支撐、放置配套物品和消毒的作用。要有一定的防水措施或經(jīng)過防水處理，有一定的強(qiáng)度。內(nèi)置總電源開關(guān)(避水)，二氧化碳鋼瓶、減壓閥、供應(yīng)管道、及其獨(dú)立的鎖閉空間(防止誤操作)。同時(shí)可劃出獨(dú)立密閉分區(qū)配置臭氧消毒系統(tǒng)，對存放于消毒分區(qū)的可能會(huì)接觸藻液的工具消毒。
[0018]作為優(yōu)選，控制系統(tǒng)包括溫度傳感器、溫控加熱器、pH傳感器和光照傳感器?？刂葡到y(tǒng)還包括恒速攪拌馬達(dá)、操作面板等。本實(shí)用新型恒溫控制藻液溫度，一般在32-35度之間。溫度控制結(jié)果可以用液晶面板顯示，也可以直接通過讀取溫度計(jì)得到(在培養(yǎng)容器筒內(nèi)放置溫度計(jì))。
[0019]作為優(yōu)選，上蓋上設(shè)有耦合器的第一連接件，培養(yǎng)容器上設(shè)有耦合器的第二連接件，耦合器的第一連接件與耦合器的第二連接件匹配連接。上蓋和培養(yǎng)容器通過接觸式耦合器接通電路，簡化了電路。
[0020]本實(shí)用新型由于采用了以上技術(shù)方案，具有顯著的技術(shù)效果:
[0021]本實(shí)用新型上蓋和培養(yǎng)容器之間設(shè)有密封墊，上蓋上設(shè)唯一可通空氣的多功能管道，配合內(nèi)置微孔透氣膜的上蓋，幾乎完全阻止2.5微米以上空氣中的顆粒、雜藻等微生物，同時(shí)棄用氣泵鼓氣循環(huán)藻液的方式，給微藻培養(yǎng)創(chuàng)造一個(gè)非常安全的環(huán)境，可以避免目前其它養(yǎng)藻設(shè)備多發(fā)的雜藻等微生物污染問題。
[0022]采用機(jī)械攪拌方式循環(huán)藻液，噪音很小，也避免了微藻聚集貼壁腐敗、影響食用安全，沒有冬季鼓入大量冷氣、浪費(fèi)能源等技術(shù)問題。
[0023]采用頂置式led微藻生長光源，杜絕了微藻聚集黏附而遮擋光源，確保光合作用正常進(jìn)行。聚光罩可以防止散射，避免散射對產(chǎn)量、光合效率帶來的影響，提高能源利用率。透光罩設(shè)定弧度，便于凝結(jié)水分回落。
[0024]本實(shí)用新型設(shè)置多功能管道為唯一可通空氣通道，該種設(shè)計(jì)使水蒸發(fā)量減少，解決了其他產(chǎn)品水分揮發(fā)量大、需要大量加水、加水周期短的技術(shù)問題，達(dá)到了節(jié)約用水、操作簡便、易維護(hù)的有益效果。
[0025]本實(shí)用新型二氧化碳供應(yīng)系統(tǒng)向培養(yǎng)容器中供應(yīng)二氧化碳，用來調(diào)節(jié)Ph值，使其維持在藻類生長的最適范圍內(nèi)，也提供了一種經(jīng)濟(jì)環(huán)保的碳源。且本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便。
[0026]設(shè)計(jì)兩段式換液設(shè)備，即保障了進(jìn)入下一培養(yǎng)周期的微藻的純度和質(zhì)量，也便于排空底部的沉淀雜質(zhì)，便于清理。
[0027]本實(shí)用新型設(shè)有的取藻和溢氧補(bǔ)水系統(tǒng)，取藻方便，可以根據(jù)食用量一次取藻，解決了以往每次取藻量少、需要反復(fù)取藻的技術(shù)問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2是本實(shí)用新型的立體圖。
[0030]圖3是換液設(shè)備的位置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0032]實(shí)施例
[0033]自養(yǎng)型微藻封閉式培養(yǎng)與取藻的裝置，如圖1-3所不,包括上蓋1、培養(yǎng)容器2、培養(yǎng)容器2底邊設(shè)有的換液設(shè)備。上蓋1、培養(yǎng)容器2之間設(shè)有密封墊151。第一上蓋14和第二上蓋15之間設(shè)有空腔16，空腔16內(nèi)設(shè)有LED微藻生長燈17、抽液泵13、散熱風(fēng)扇、攪拌器馬達(dá)和控制系統(tǒng)。第二上蓋15下側(cè)設(shè)有攪拌葉片18，攪拌器馬達(dá)與攪拌葉片18相連。
[0034]上蓋I上設(shè)有取藻和溢氧補(bǔ)水系統(tǒng),取藻和溢氧補(bǔ)水系統(tǒng)包括第一液管、空腔16內(nèi)的抽液泵13、第二液管、水龍頭192、多功能管道19、取藻濾芯193 ;第一液管、抽液泵13、第二液管、水龍頭192依次相連，水龍頭192的出水口設(shè)在多功能管道19的上方；多功能管道19內(nèi)設(shè)有取藻濾芯193。第一液管一端設(shè)有過濾頭。多功能管道19設(shè)有與其相連的蓋子191，蓋子191內(nèi)設(shè)有微孔透氣膜。
[0035]微孔透氣膜為聚四氟乙烯透氣膜或聚乙烯透氣膜或玻璃纖維透氣膜。
[0036]換液設(shè)備包括凹槽211，凹槽211設(shè)在培養(yǎng)容器2的底邊。換液設(shè)備為兩段式換液設(shè)備；兩段式換液設(shè)備包括第一管道212、第二管道213和排液閥，第二管道213與第一管道212活動(dòng)連接，第一管道212低于容器底部，第二管道213的頂端高出培養(yǎng)容器2的底邊l_3cm0
[0037]還包括二氧化碳供應(yīng)系統(tǒng)，二氧化碳供應(yīng)系統(tǒng)包括二氧化碳鋼瓶22、減壓閥、止逆閥、霧化噴頭23和供應(yīng)管道；二氧化碳鋼瓶22、減壓閥、止逆閥、霧化噴頭23通過供應(yīng)管道依次相連；霧化噴頭23設(shè)在培養(yǎng)容器2底部。還包括底柜3，底柜3設(shè)在培養(yǎng)容器2下側(cè)；底柜3內(nèi)設(shè)有二氧化碳鋼瓶22。
[0038]控制系統(tǒng)包括溫度傳感器、溫控加熱器、pH傳感器和光照傳感器。上蓋I上設(shè)有耦合器的第一連接件，培養(yǎng)容器2上設(shè)有耦合器的第二連接件，耦合器的第一連接件與耦合器的第二連接件匹配連接。
[0039]總之，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型專利的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.自養(yǎng)型微藻封閉式培養(yǎng)與取藻的裝置，其特征在于:包括上蓋(I)、培養(yǎng)容器(2)、培養(yǎng)容器(2)底邊設(shè)有的換液設(shè)備；上蓋(I)、培養(yǎng)容器(2)之間設(shè)有密封墊(151);第一上蓋(14)和第二上蓋(15)之間設(shè)有空腔(16)，空腔(16)內(nèi)設(shè)有LED微藻生長燈(17)、抽液泵(13)、散熱風(fēng)扇、攪拌器馬達(dá)和控制系統(tǒng)，第二上蓋(15)下側(cè)設(shè)有攪拌葉片(18)，攪拌器馬達(dá)與攪拌葉片(18)相連；上蓋(I)上設(shè)有取藻和溢氧補(bǔ)水系統(tǒng),取藻和溢氧補(bǔ)水系統(tǒng)包括第一液管、空腔(16)內(nèi)的抽液泵(13)、第二液管、水龍頭(192)、多功能管道(19)、取藻濾芯(193);第一液管、抽液泵(13)、第二液管、水龍頭(192)依次相連，水龍頭(192)的出水口設(shè)在多功能管道(19)的上方；多功能管道(19)內(nèi)設(shè)有取藻濾芯(193)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自養(yǎng)型微藻封閉式培養(yǎng)與取藻的裝置，其特征在于:第一液管一端設(shè)有過濾頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自養(yǎng)型微藻封閉式培養(yǎng)與取藻的裝置，其特征在于:多功能管道(19)設(shè)有與其相連的蓋子(191 )，蓋子(191)內(nèi)設(shè)有微孔透氣膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自養(yǎng)型微藻封閉式培養(yǎng)與取藻的裝置，其特征在于:微孔透氣膜為聚四氟乙烯透氣膜或聚乙烯透氣膜或玻璃纖維透氣膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自養(yǎng)型微藻封閉式培養(yǎng)與取藻的裝置，其特征在于:換液設(shè)備包括凹槽(211)，凹槽(211)設(shè)在培養(yǎng)容器(2)的底邊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自養(yǎng)型微藻封閉式培養(yǎng)與取藻的裝置，其特征在于:換液設(shè)備為兩段式換液設(shè)備；兩段式換液設(shè)備包括第一管道(212)、第二管道(213)和排液閥，第二管道(213)與第一管道(212)活動(dòng)連接,第一管道(212)低于容器底部,第二管道(213)的頂端高出培養(yǎng)容器(2)的底邊l-3cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自養(yǎng)型微藻封閉式培養(yǎng)與取藻的裝置，其特征在于:還包括二氧化碳供應(yīng)系統(tǒng)，二氧化碳供應(yīng)系統(tǒng)包括二氧化碳鋼瓶(22)、減壓閥、止逆閥、霧化噴頭(23)和供應(yīng)管道；二氧化碳鋼瓶(22)、減壓閥、止逆閥、霧化噴頭(23)通過供應(yīng)管道依次相連；霧化噴頭(23)設(shè)在培養(yǎng)容器(2)底部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自養(yǎng)型微藻封閉式培養(yǎng)與取藻的裝置，其特征在于:還包括底柜(3)，底柜(3)設(shè)在培養(yǎng)容器(2)下側(cè)；底柜(3)內(nèi)設(shè)有二氧化碳鋼瓶(22)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自養(yǎng)型微藻封閉式培養(yǎng)與取藻的裝置，其特征在于:控制系統(tǒng)包括溫度傳感器、溫控加熱器、pH傳感器和光照傳感器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自養(yǎng)型微藻封閉式培養(yǎng)與取藻的裝置，其特征在于:上蓋(I)上設(shè)有耦合器的第一連接件，培養(yǎng)容器(2)上設(shè)有耦合器的第二連接件，耦合器的第一連接件與耦合器的第二連接件匹配連接。
【文檔編號】C12M1/34GK203833923SQ201420185061
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月16日
【發(fā)明者】劉松民 申請人:劉松民