本實用新型屬于生物工程與水產養殖交叉技術領域,具體涉及一種用于雨生紅球藻養殖基于在線反饋自動調溫的溫控系統。
背景技術:
蝦青素(Astaxanthin)又名蝦黃質、龍蝦殼色素,化學名稱為3,3’-二羥基-?,?’-胡蘿卜素-4,4’-二酮,是一種分布廣泛的酮式類胡蘿卜素。由于具有良好的著色功能和超強的抗氧化能力,蝦青素已經被廣泛應用于水產養殖、醫療衛生、化妝品和保健品等行業。雨生紅球藻(Haematococcus pluvialis)是一種淡水單細胞綠藻,是目前已知的蝦青素含量最高的生物物種,最高含量達干質量的4-6%,被認為是理想的天然蝦青素生產者。紅球藻的生活史主要分游動細胞和不動細胞兩個階段:環境適宜時,藻細胞快速生長,為游動細胞當環境條件不利時,轉入不動細胞階段,細胞內開始積累蝦青素。根據培養過程中雨生紅球藻的形態和顏色變化,可將藻細胞分為四類:綠色游動細胞、綠色不動細胞、褐色不動細胞和紅色不動細胞。
目前對于雨生紅球藻的養殖主要有開放式光生反應器和密閉式光生反應器兩種,這兩種反應器的主要控溫方式還是傳統的滴灌或噴灑,這兩種方式都存在著控溫速度慢和浪費水資源等局限,特別是在溫度控制方面無法完全迅速的適應外界的變化,因為雨生紅球藻對養殖條件的苛刻要求,所以導致了在多地域養殖過程中,總要因為養殖溫度的原因避開一些環境惡劣的季節停止養殖作業。
技術實現要素:
本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種用于雨生紅球藻養殖的基于在線反饋自動調溫的溫控系統,主要用于對雨生紅球藻養殖光生反應器提供在線溫度控制調節,通過先進的在線實時監控,及時處理實時動作信號,然后將命令信號作用于冷熱水機組,通過回流盤管內流動的循環水,達到熱量轉移的目的,使得雨生紅球藻的養殖溫度能夠在不同的外界環境條件下依然保持適宜穩定,解決了雨生紅球藻因為外界環境的原因而局限養殖空間,擴大了雨生紅球藻的養殖地域和養殖季節。
本實用新型是這樣實現的,一種用于微藻養殖的基于在線反饋自動調溫的溫控系統,所述系統包括以下子系統:
在線監控檢測子系統,用于監控養殖子系統內部物料運行過程中的溫度,并實時根據溫度情況調控冷熱水循環子系統的啟停;
養殖子系統,用于為雨生紅球藻的增養殖提供安全場所和生長所需的各種環境條件和生理條件;
冷熱水循環子系統,用于提供溫度調節所需的冷水和熱水,以及相應的回流管路,通過回流循環管路中冷熱水的流動,帶動養殖子系統中物料能量的轉移,達到溫度調控的作用;
以上所述中,所述在線監控檢測子系統分別與養殖子系統和冷熱水循環子系統連接,所述冷熱水循環子系統與養殖子系統連接。
進一步地,所述在線監控檢測子系統包括溫度傳感器、溫度變送器、中央處理器和報警器,所述溫度傳感器放置在養殖子系統內接觸物料,并與溫度變送器連接,所述溫度變送器連接中央處理器,所述報警器連接中央處理器,所述中央處理器通過繼電控制器與冷熱水循環子系統連接。
進一步地,所述中央處理器包括輸出模塊、CPU模塊和輸入模塊,所述CPU模塊通過通信接口連接輸出模塊和輸入模塊,所述輸入模塊連接溫度變送器,所述輸出模塊連接報警器和繼電控制器。
進一步地,所述養殖子系統為采用自動化控制的光生反應器,在設定溫度波動范圍后,本系統根據自然條件變化,可將光生反應器內的溫度環境反饋給中央處理器,通過中央處理器的控制來保持光生反應器內的溫度始終控制在設定的溫度范圍內。
進一步地,所述光生反應器是水箱形密閉式光生反應器。
進一步地,所述冷熱水循環子系統包括冷水機組,熱水機組和熱量交換盤管,所述熱量交換盤管安置于養殖子系統內,所述養殖子系統的外部用軟管連接冷水機組和熱水機組,所述溫度傳感器置于養殖子系統內,用于檢測溫度,溫度檢測反饋給中央處理器來控制冷水機組啟動或者熱水機組啟動達到控制溫度的目的。
本實用新型與現有技術相比,有益效果在于:本實用新型是利用熱交換原理實現溫度的上升與下降,主要利用對雨生紅球藻養殖光生反應器提供在線溫度控制調節,通過先進的在線實時監控,及時處理實時動作信號,然后將命令信號作用于冷熱水機組,通過熱量交換盤管內流動的循環水,達到熱量轉移的目的,使得雨生紅球藻的養殖溫度能夠在不同的外界環境條件下依然保持適宜穩定,解決了雨生紅球藻因為外界環境的原因而局限養殖空間,擴大了雨生紅球藻的養殖地域和養殖季節;本實用新型的在線監控檢測子系統可以在線對雨生紅球藻光生反應器內部物料的溫度進行實時監控,使得雨生紅球藻的養殖控溫速度快和節約水資源;本實用新型使得雨生紅球藻養殖不再受外界環境溫度條件的限制,拓寬了微藻養殖的地域空間,為微藻產業的進一步全球化發展提供了現實的可行性方案。
附圖說明
圖1是本實施例提供的一種用于微藻養殖的基于在線反饋自動調溫的溫控系統的結構示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白,以下結合附圖及實施例,對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型,并不用于限定本實用新型。
實施例1
如圖1所示,本實施例提供了一種用于微藻養殖的基于在線反饋自動調溫的溫控系統,所述系統包括以下子系統:
養殖子系統1,用于為微藻的增養殖提供安全場所和生長所需的各種環境條件和生理條件;
冷熱水循環子系統2,用于提供溫度調節所需的冷水和熱水,以及相應的回流管路,通過回流循環管路中冷熱水的流動,帶動養殖子系統中物料能量的轉移,達到溫度調控的作用;
在線監控檢測子系統3,用于監控養殖子系統內部物料運行過程中的溫度,并實時根據溫度情況調控冷熱水循環子系統的啟停,實時將溫度反饋至中央處理器,中央處理器根據數據所在范圍調節冷水機或熱水機的啟停;
所述在線監控檢測子系統3分別與養殖子系統1和冷熱水循環子系統2連接,所述冷熱水循環子系統2與養殖子系統1連接。
所述在線監控檢測子系統3包括溫度傳感器31、溫度變送器32、中央處理器33和報警器34,所述溫度傳感器31放置在養殖子系統1內接觸物料,并與溫度變送器32連接,所述溫度變送器32連接中央處理器33,所述報警器34連接中央處理器33,所述中央處理器33通過繼電控制器4與冷熱水循環子系統2連接,所述中央處理器33包括輸出模塊331、CPU模塊332和輸入模塊333,所述CPU模塊332通過通信接口連接輸出模塊331和輸入模塊333,所述輸入模塊333連接溫度變送器32,所述輸出模塊331連接報警器34和繼電控制器4。
所述冷熱水循環子系統2包括冷水機組21,熱水機組22和熱量交換盤管23,所述熱量交換盤管23安置于養殖子系統1內,所述養殖子系統1的外部用軟管連接冷水機組21和熱水機組22,所述溫度傳感器31置于養殖子系統內,用于檢測溫度,溫度檢測反饋給中央處理器來控制冷水機組啟動或者熱水機組啟動達到控制溫度的目的。
本實用新型的工作過程為:
將溫度傳感器放置于養殖子系統內接觸物料,其檢測信號由溫度變送器傳送至中央處理器,中央處理器設置有設備的啟停點位(根據雨生紅球藻生長環境的溫度上下限值,分別對冷水機、熱水機設有各自的設備啟止點位):當養殖子系統內部物料溫度高于上限數值(28度)時,冷水機組設備啟動運轉,當物料溫度降至冷水機停機溫度25度點位時,冷水機組停止運行;當養殖系子統內部物料溫度低于下限數值(20度)時,熱水機組設備啟動運轉,當溫度升溫至熱水機停機溫度28度點位時,熱水機組停止運行。熱水機組和冷水機組的啟停互為單向開啟,不能同時運行。若冷熱水機組出現循環水減少,無法供電,無法正常啟停,無法接受反饋信號等非正常運行問題時,報警器將啟動報警。
其中,冷熱水機組都有相應的設置溫度,可根據環境和生長條件不同,將冷熱水機組設置相適應的運行溫度。冷熱水機組設備的啟停由中央處理器操控,當溫度反饋得到啟動信號時,相對應的制冷/熱機組啟動工作,將循環水溫調節至設置溫度,然后將循環水泵至熱量交換盤管內循環流動,完成熱量轉移。冷熱水機組得到中央處理器的停機信號后,則相應的機組停止運行。冷熱水機組內剩余循環水量和運行狀態的信號都與中央處理器相連接,并由中央處理器進行調控和報警處理。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已,并不用以限制本實用新型,凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等,均應包含在本實用新型的保護范圍之內。