自养型微藻封闭式培养与取藻的装置制造方法 [0002]现在人们越来越注重保健，食用新鲜微藻(如螺旋藻)也成为养生的一种方式。但是目前培养食用新鲜微藻的装置还存在很多问题。如以下几点:没有微孔透气膜隔离空气，空气携带杂藻容易进入藻液影响微藻的培养和品质；使用气动循环汽包爆裂噪音大，溅到液面上方的培养容器内壁上，藻泥聚集，久则腐败，影响食品安全；以及使用气动循环冬天会带入大量冷空气增加加热负荷、浪费能源，也容易引入空气中杂藻等微生物；使用内置于藻液的光源，由于自养型微藻趋光性强，会聚集贴附于光源罩上，遮挡生长光源、降低产量；以往培养装置没有二氧化碳供应系统，培养过程中，藻液Ph值快速升高，影响微藻生长，甚至20天左右开始死藻，单次培养周期过短，增加换液频率和使用成本，浪费资源。此外取藻系统存在缺陷，十分麻烦；还有培养容器缺少封闭措施，水分挥发量大，需要经常大量加水，维护麻烦、浪费水资源。
[0003]本实用新型针对现有技术中外界空气带来的杂藻等微生物污染；气动循环带来的微藻贴壁腐败，导致的食用安全问题；内置于藻液的生长灯罩被微藻黏附，遮挡光线，影响光合作用，降低产量、浪费能源；PH值升高缩短培养周期，使用成本过高；以及取藻繁琐、浪费水资源等缺点，提供了一种自养型微藻封闭式培养与取藻的装置。 [0004]为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决: [0005]自养型微藻封闭式培养与取藻的装置，包括上盖、培养容器、培养容器底边设有的换液设备；上盖、培养容器之间设有密封垫；第一上盖和第二上盖之间设有空腔，空腔内设有LED微藻生长灯、抽液泵、散热风扇、搅拌器马达和控制系统，第二上盖下侧设有搅拌叶片，搅拌器马达与搅拌叶片相连；上盖上设有取藻和溢氧补水系统，取藻和溢氧补水系统包括第一液管、空腔内的抽液泵、第二液管、水龙头、多功能管道、取藻滤芯；第一液管、抽液泵、第二液管、水龙头依次相连，水龙头的出水口设在多功能管道的上方；多功能管道内设有取藻滤芯。
[0006]上盖分为两层，第一上盖为无毒塑料或金属(如铝合金)；第二上盖为无毒透明塑料；空腔内集成搅拌器马达、led微藻生长灯、电子控制系统和配套系统。培养容器，材料要无毒、耐碱、耐高温，有一定硬度、强度和可塑性；培养容器的横截面为正方形、长方形、多边形、圆形等形状。上盖、培养容器之间通过食品级密封垫密封，上盖上设唯一可通空气的多功能管道(19)，培养期间盖上内置微孔透气膜的上盖，该膜可以几乎完全阻止2.5微米以上空气中的颗粒、杂藻等微生物，同时弃用气泵鼓气循环藻液的方式，给微藻培养创造一个非常安全的环境，可以避免目前其它养藻设备多发的杂藻等微生物污染问题。而导致微藻污染和食品安全问题的常见杂藻等微生物，都大于2.5微米。
[0007]多功能管道功能:1.外溢生物氧；2.补水；3.配合内置微孔膜的上盖，隔离灰尘杂藻等污染物；4.配合取藻滤芯等，滤取微藻，回流过网幼藻和培养液。该多功能管道在平时的微藻培养过程中，被内置微孔过滤膜的盖子覆盖，只有在补水和滤取微藻时暂时移开，其中滤取微藻时套上取藻滤芯。
[0008]藻的生长离不开水的循环流动，弃用气泵鼓气方式，采用机械搅拌方式循环藻液，可以避免微藻聚集贴壁导致腐败等问题。搅拌马达内置于上盖腔体内，搅拌叶片悬垂于液面之下，传动轴穿过镶嵌在第二上盖的轴承，以链接搅拌马达和搅拌叶片。搅拌以达到适当的循环速度和不断藻丝为原则，搅拌马达选择低速同步马达，叶片形状以无色透明的螺旋桨式为佳，竖直悬垂藻液里，离液面不过5cm，这样可以在液面形成泉涌效果，达到搅拌目的，而且马达负荷小，搅拌效果好。
[0009]光合作用离不开光源，光源采用顶置式特定波段的led微藻生长灯。避免直接接触藻液，杜绝了微藻聚集黏附而遮挡光源，确保光合作用正常进行。LED微藻生长灯要有聚光罩和透光罩(即第二顶盖)。聚光罩可以防止散射，避免散射对产量、光合效率带来的影响，提高能源利用率。第二上盖作为透光罩，要有适当弧度，以便凝结的蒸发水回落容器。LED微藻生长灯采用全波段白光和波长610?720nm的红光或400?520nm的蓝光组合。LED微藻生长灯的光强为30000-400001ux。LED微藻生长灯需要设定2_5个小时的夜间关闭时间，以模拟自然生态的光暗周期，便于生物沉积，进而提升藻的产量和质量。
[0010]取藻和溢氧补水系统由过滤头、第一液管、自吸式抽液泵、第二液管、水龙头依次相连的取液部分和多功能管道、取藻滤芯相配合的滤藻部分组成。过滤头用于滤去杂质，水龙头应固定在第一上盖上侧，贴近多功能管道，而第一液管则应穿过第二上盖侵入藻液约5cm深，第一液管应与对应的第二上盖穿孔紧密配合，同时该穿孔应远离多功能管道。防止刚滤过的水冲淡藻液，被再次过滤。根据藻的品种和藻丝的长短选择取藻滤芯的目数，一般200-300目。取藻滤芯可采用食品级尼龙滤网或金属滤网。
[0011]作为优选，第一液管一端设有过滤头。
[0012]作为优选，多功能管道设有与其相连的盖子，盖子内设有微孔透气膜。多功能管道为唯一可通空气通道的设计，因光合作用放氧，培养容器内气压高于外部，基本是单向通气，外界污染入侵的可能也会降低，微孔膜也不易被堵塞；而且该种设计使水蒸发量减少，每月加水2-4次即可，比其他产品节约用水、操作简便、易维护。
[0013]作为优选，微孔透气膜为聚四氟乙烯透气膜或聚乙烯透气膜或玻璃纤维透气膜。
[0014]作为优选，换液设备包括凹槽，凹槽设在培养容器的底边。
[0015]作为优选，换液设备为两段式换液设备；两段式换液设备包括第一管道、第二管道和排液阀，第二管道与第一管道活动连接，第一管道低于容器底部，第二管道的顶端高出培养容器的底边l-3cm。第二管道用于滤藻的排出，以便作为下一个培养周期的藻种。培养容器离底边l_3cm的培养液中含有沉淀杂质，第二管道的顶端高出培养容器的底边l_3cm，保障了取出的藻种内不含有沉淀杂质。用第二管道排出含有藻种的培养液的过程中，流速要小一些(流量控制在每分钟5升)，避免了大力度冲击对藻种带来的伤害。第一管道用于排出含有杂质的培养液，此时流速可以调大，流量控制在每分钟8-10升。第一管道低于容器底部，保障其内液体可以排空。第二管道插于第一管道内，用橡胶垫密闭。
[0016]作为优选，还包括二氧化碳供应系统，二氧化碳供应系统包括二氧化碳钢瓶、减压阀、止逆阀、雾化喷头和供应管道；二氧化碳钢瓶、减压阀、止逆阀、雾化喷头通过供应管道依次相连；雾化喷头设在培养容器底部。二氧化碳钢瓶、减压阀、止逆阀、雾化喷头通过气管相连。培养液中ph>10时藻类生长受抑制，超过11时藻类开始死亡。因此，二氧化碳供应系统向培养容器中供应二氧化碳，用来调节Ph值，有效抑制Ph上升，使其维持在藻类生长的最适范围内。此外，供给的二氧化碳是一种经济环保的碳源。本实用新型选用的二氧化碳供应系统，不用在培养容器内安装复杂的体积较大的二氧化碳溶解器和控制单元，结构简单、易行、溶解利用率高。
[0017]作为优选，还包括底柜，底柜设在培养容器下侧；底柜内设有二氧化碳钢瓶。底柜主要起支撑、放置配套物品和消毒的作用。要有一定的防水措施或经过防水处理，有一定的强度。内置总电源开关(避水)，二氧化碳钢瓶、减压阀、供应管道、及其独立的锁闭空间(防止误操作)。同时可划出独立密闭分区配置臭氧消毒系统，对存放于消毒分区的可能会接触藻液的工具消毒。
[0018]作为优选，控制系统包括温度传感器、温控加热器、pH传感器和光照传感器。控制系统还包括恒速搅拌马达、操作面板等。本实用新型恒温控制藻液温度，一般在32-35度之间。温度控制结果可以用液晶面板显示，也可以直接通过读取温度计得到(在培养容器筒内放置温度计)。
[0019]作为优选，上盖上设有耦合器的第一连接件，培养容器上设有耦合器的第二连接件，耦合器的第一连接件与耦合器的第二连接件匹配连接。上盖和培养容器通过接触式耦合器接通电路，简化了电路。
[0020]本实用新型由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果:
[0021]本实用新型上盖和培养容器之间设有密封垫，上盖上设唯一可通空气的多功能管道，配合内置微孔透气膜的上盖，几乎完全阻止2.5微米以上空气中的颗粒、杂藻等微生物，同时弃用气泵鼓气循环藻液的方式，给微藻培养创造一个非常安全的环境，可以避免目前其它养藻设备多发的杂藻等微生物污染问题。
[0022]采用机械搅拌方式循环藻液，噪音很小，也避免了微藻聚集贴壁腐败、影响食用安全，没有冬季鼓入大量冷气、浪费能源等技术问题。
[0023]采用顶置式led微藻生长光源，杜绝了微藻聚集黏附而遮挡光源，确保光合作用正常进行。聚光罩可以防止散射，避免散射对产量、光合效率带来的影响，提高能源利用率。透光罩设定弧度，便于凝结水分回落。
[0024]本实用新型设置多功能管道为唯一可通空气通道，该种设计使水蒸发量减少，解决了其他产品水分挥发量大、需要大量加水、加水周期短的技术问题，达到了节约用水、操作简便、易维护的有益效果。
[0025]本实用新型二氧化碳供应系统向培养容器中供应二氧化碳，用来调节Ph值，使其维持在藻类生长的最适范围内，也提供了一种经济环保的碳源。且本实用新型装置结构紧凑，操作方便。
[0026]设计两段式换液设备，即保障了进入下一培养周期的微藻的纯度和质量，也便于排空底部的沉淀杂质，便于清理。
[0027]本实用新型设有的取藻和溢氧补水系统，取藻方便，可以根据食用量一次取藻，解决了以往每次取藻量少、需要反复取藻的技术问题。




[0028]图1是本实用新型的结构示意图。
[0029]图2是本实用新型的立体图。
[0030]图3是换液设备的位置示意图。


[0031]下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述。
[0032]实施例
[0033]自养型微藻封闭式培养与取藻的装置，如图1-3所不,包括上盖1、培养容器2、培养容器2底边设有的换液设备。上盖1、培养容器2之间设有密封垫151。第一上盖14和第二上盖15之间设有空腔16，空腔16内设有LED微藻生长灯17、抽液泵13、散热风扇、搅拌器马达和控制系统。第二上盖15下侧设有搅拌叶片18，搅拌器马达与搅拌叶片18相连。
[0034]上盖I上设有取藻和溢氧补水系统,取藻和溢氧补水系统包括第一液管、空腔16内的抽液泵13、第二液管、水龙头192、多功能管道19、取藻滤芯193 ;第一液管、抽液泵13、第二液管、水龙头192依次相连，水龙头192的出水口设在多功能管道19的上方；多功能管道19内设有取藻滤芯193。第一液管一端设有过滤头。多功能管道19设有与其相连的盖子191，盖子191内设有微孔透气膜。
[0035]微孔透气膜为聚四氟乙烯透气膜或聚乙烯透气膜或玻璃纤维透气膜。
[0036]换液设备包括凹槽211，凹槽211设在培养容器2的底边。换液设备为两段式换液设备；两段式换液设备包括第一管道212、第二管道213和排液阀，第二管道213与第一管道212活动连接，第一管道212低于容器底部，第二管道213的顶端高出培养容器2的底边l_3cm0
[0037]还包括二氧化碳供应系统，二氧化碳供应系统包括二氧化碳钢瓶22、减压阀、止逆阀、雾化喷头23和供应管道；二氧化碳钢瓶22、减压阀、止逆阀、雾化喷头23通过供应管道依次相连；雾化喷头23设在培养容器2底部。还包括底柜3，底柜3设在培养容器2下侧；底柜3内设有二氧化碳钢瓶22。
[0038]控制系统包括温度传感器、温控加热器、pH传感器和光照传感器。上盖I上设有耦合器的第一连接件，培养容器2上设有耦合器的第二连接件，耦合器的第一连接件与耦合器的第二连接件匹配连接。
[0039]总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。