一种具有搅拌功能的藻类培养装置的制作方法

本实用新型涉及藻类培养领域，特别涉及一种具有搅拌功能的藻类培养装置。

背景技术：

淡水硅藻是水生动物，如鱼、虾、蟹、蚌特别是其幼体的营养丰富的食料，国内外有关硅藻的分类、生理生态方面的工作报道较多，且有较多海水硅藻大量培养研究的报道，但关于淡水硅藻培养的研究较少。硅藻的用途广泛，除了被广泛的应用在水产饵料方面外，硅藻在生物医药、生物修复、化工材料、纳米技术等方面都有广泛的应用，具有极其广阔的研究和应用前景。由于硅藻的一个主要特点是硅藻细胞外覆硅质的细胞壁，因此一般认为硅藻的生长对水体中硅元素浓度的需求较高。且跟绿藻、蓝藻相比，硅藻一般更易附着在基质上生长。因此在进行培养的过程中，硅藻一般聚集在光源或者传感器以及容器表面，进而形成较厚的聚集层。处于聚集层的硅藻不易采集，而且还会影响光源或者传感器的工作效率。而容器表面的聚集层通常聚集在水体交换性较差的边缝和顶角处，这些部分的光照和含氧量条件较差，硅藻往往容易死亡，甚至在容器内壁形成大面积的污垢斑。死亡的硅藻会急剧增加水体的富营养化程度，最终引起蓝藻水华，导致培养失败。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种具有搅拌功能的藻类培养装置。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种具有搅拌功能的藻类培养装置，主要由一个处于密封状态的培养容器构成，培养容器用于盛放培养藻类的培养液，培养容器内分别设有：

ph传感器，用于实时检测培养液的ph值；

温度传感器，用于实时检测培养液的温度；

照明装置，用于向培养液提供光源；

培养容器内还设有曝气装置，用于向培养液内通气以提高培养液的含氧量，曝气装置包括一根插入培养液底部的导管以及设于培养液上方的抽气管，导管与外部连通，抽气管通过管路与抽气泵相连接，抽气泵工作时不断抽出培养容器内的空气，从而使培养容器内部处于负压状态，外界的空气通过导管进入培养容器并通过培养液，导管插入培养液内部的顶端设有一个气动旋转装置，导管中的气流通过气动旋转装置时，气动旋转装置发生旋转，进而带动培养容器内的培养液发生旋转流动从而使培养液中的藻类处于自由悬浮的状态。

具体地，气动旋转装置包括一个旋转头以及安装在旋转头侧壁的若干喷头，喷头具有一个内径逐渐减小的喷嘴，喷嘴的方向与旋转头的切线方向相吻合。气流由喷头喷出时会驱动旋转头以导管为轴进行旋转，进而达到搅拌培养液的目的。

优选地，旋转头与导管顶端通过一个密封轴承相连接。

进一步地，导管外侧顶端与一个空气过滤装置相连接。空气通过空气过滤装置后再进入培养容器中，由此可以避免外源性的杂菌污染。

进一步地，培养容器上部具有开口，开口处设有一块盖板，盖板与培养容器可移除地密封连接，ph传感器、温度传感器、照明装置和导管分别与盖板固定并插入培养液内部。

具体地，照明装置由防水导光管和密封于防水导光管内部的led光源构成，led光源主要由蓝光led和红光led按比例组成，蓝光led发光的波长为420nm～500nm，红光led发光的波长为620nm～750nm。波长为420nm～500nm的光叶绿素与类胡萝卜素吸收比例最大，对光合作用影响最大。500nm～620nm的光色素的吸收率不高。620nm～750nm的光叶绿素吸收率″高″，对光合作用与光周期效应有显著影响。

优选地，培养容器为透明容器。由此可以接收阳光、灯光或者漫射光，提高藻类的繁殖和生长速度，节约能源。

进一步地，还包括加热装置，加热装置包括至少一组电加热器管，电加热管插入培养液内部，用于加热培养液使其温度保持在适宜藻类生长和繁殖的区间。由此可以保证藻类在合适的温度进行培养。

优选地，加热装置与温度传感器联动，温度传感器检测到培养液的温度低于预设值时加热装置自动开启，培养液的温度高于预设值后加热装置自动关闭。

采用以上技术方案的藻类的培养装置，将硅藻等藻类置于培养容器中，进行全人工培养，而且还对光照、ph值、温度和含氧量进行人工调控，实现了精细化培养，提高了培养效率。该装置使用一个气动搅拌装置对培养液同时进行曝气和搅拌操作，从而不仅保证了培养液的含氧量，而且通过旋转搅拌培养液，能够使藻类处于自由悬浮状态，减少藻类附着的机会，避免其影响光源或者传感器的工作效率和形成大面积的污垢斑。该装置的培养容器内部处于负压状态，空气通过空气过滤装置后再进入培养容器中，由此可以避免外源性的杂菌污染。该装置占地小，单位面积的产出率高，从而可以实现工厂化自动生产，能够满足硅藻研究和应用的需要。

附图说明

图1为本实用新型一种实施方式的具有搅拌功能的藻类培养装置的结构示意图。

图2为图1所示具有搅拌功能的藻类培养装置的装配图。

图3为图2中照明装置的结构示意图。

图4为图2中曝气装置的结构示意图。

图5为图4中气动旋转装置的结构示意图。

图6为图2中的气动旋转装置的俯视图。

图7为图2中的气动旋转装置沿a-a方向的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

图1至图7示意性地显示了根据本实用新型的一种实施方式的具有搅拌功能的藻类培养装置。如图所示，该装置主要由一个底部具有排水阀2的培养容器1构成。培养容器1为封闭容器，用于盛放培养藻类的培养液。

其中，培养容器1内还分别设有：

ph传感器3，用于实时检测培养液的ph值；

温度传感器4，用于实时检测培养液的温度；

照明装置5，用于向培养液提供光源。

培养容器1内还设有曝气装置6，用于向培养液内通气以提高培养液的含氧量。

曝气装置6包括一根插入培养液底部的导管61以及设于培养液上方的抽气管63。

导管61与外部连通，抽气管63通过管路与抽气泵相连接。

抽气泵工作时不断抽出培养容器1内的空气，从而使培养容器1内部处于负压状态，外界的空气通过导管61进入培养容器1并通过培养液。

导管61插入培养液内部的顶端设有一个气动旋转装置62。

导管61中的气流通过气动旋转装置62时，气动旋转装置62发生旋转，进而带动培养容器1内的培养液发生旋转流动从而使培养液中的藻类处于自由悬浮的状态。

具体地，气动旋转装置62包括一个旋转头621以及安装在旋转头621侧壁的若干喷头622。

喷头622具有一个内径逐渐减小的喷嘴，喷嘴的方向与旋转头621的切线方向相吻合。

气流由喷头622喷出时会驱动旋转头621以导管61为轴进行旋转，进而达到搅拌培养液的目的。

优选地，旋转头621与导管61顶端通过一个密封轴承相连接。

在本实施例中，导管61外侧顶端与一个空气过滤装置7相连接。空气通过空气过滤装置7后再进入培养容器1中，由此可以避免外源性的杂菌污染。

在本实施例中，培养容器1上部具有开口，开口处设有一块盖板11。

盖板11与培养容器1可移除地密封连接。

ph传感器3、温度传感器4、照明装置5和导管61分别与盖板11固定并插入培养液内部。

具体地，照明装置5由防水导光管51和密封于防水导光管51内部的led光源52构成。

优选地，led光源52主要由蓝光led和红光led按比例组成，蓝光led发光的波长为420nm～500nm，红光led发光的波长为620nm～750nm。波长为420nm～500nm的光叶绿素与类胡萝卜素吸收比例最大，对光合作用影响最大。500nm～620nm的光色素的吸收率不高。620nm～750nm的光叶绿素吸收率″高″，对光合作用与光周期效应有显著影响。

在本实施中，培养容器1为透明容器。由此可以接收阳光、灯光或者漫射光，提高藻类的繁殖和生长速度，节约能源。

在本实施例中，培养容器1中还设有加热装置。

加热装置包括至少一组电加热器管8。

电加热管8插入培养液内部，用于加热培养液使其温度保持在适宜藻类生长和繁殖的区间。由此可以保证藻类在合适的温度进行培养。

优选地，加热装置与温度传感器4联动。

温度传感器4检测到培养液的温度低于预设值时加热装置自动开启，培养液的温度高于预设值后加热装置自动关闭。

采用以上技术方案的藻类的培养装置，将硅藻等藻类置于培养容器中，进行全人工培养，而且还对光照、ph值、温度和含氧量进行人工调控，实现了精细化培养，提高了培养效率。该装置使用一个气动搅拌装置对培养液同时进行曝气和搅拌操作，从而不仅保证了培养液的含氧量，而且通过旋转搅拌培养液，能够使藻类处于自由悬浮状态，减少藻类附着的机会，避免其影响光源或者传感器的工作效率和形成大面积的污垢斑。该装置占地小，单位面积的产出率高，从而可以实现工厂化自动生产，能够满足硅藻研究和应用的需要。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。