CN101904321A - 空间基地蚕培养装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空间基地蚕培养装置，主要用于解决长时间、远距离深空探测过程中所建立的空间基地内动物蛋白的供给问题。本装置主要由上培养区、下培养区、环境条件控制区、紫外灯区、控制面板、进气窗、出气窗、CO₂和O₂传感器、温湿度传感器和带阀门的加湿水箱等组成。利用此装置可进行空间候选动物蚕的高效培养，从而为生物再生式生命保障系统内动物培养装置的设计提供一定的依据，本装置还具备结构相对简单、易于观察控制、便于操作等优点。

Description

空间基地蚕培养装置

技术领域

本发明涉及一个空间基地蚕培养装置，主要用于研究空间动物蛋白的生产，为生命保障系统内动物培养单元的设计提供一定参考。

背景技术

生物再生式生命保障系统已被各航天大国公认为建立永久月球、火星空间基地的根本保障技术。从宇航员生理和心理需求角度考虑，在系统内培养动物能够为宇航员提供高质量动物蛋白，同时是宇航员保持心理健康的的消遣方式；另外，利用系统内植物的不可食生物量对蚕进行培养可以提高系统内物质闭合度，所以有必要在其中生产动物蛋白。

考虑到空间基地内特殊的环境条件，空间候选动物必须满足以下要求：1)不干扰宇航员正常工作生活；2)动物的饲料应由空间基地内作物不可食部分提供；3)动物代谢产物可作为植物生长肥料等回用于系统；4)其生长周期不宜过长，蛋白质组成充分合理，具备一些本国特点；5)培养技术应相对简单，易于加工和储藏。遵循以上筛选原则，经过比较不同动物物种的特点，我们认为蚕适合作为空间动物蛋白来源，因为：1)蚕的蛋白质含量远大于鸡、鱼和猪肉，蚕富含人体所需的必需氨基酸、维生素及矿物质；2)生长周期较短，长到食用期约需要二十五天左右；3)生长所需空间小，不制造噪声；4)不产生废水，代谢废物处理较简单；5)饲养技术简单，容易加工储藏；6)在系统内可以利用植物不可食生物量对其进行培养，同时实现了物质的循环利用；7)中国人自古便有食蚕的传统。

基于以上考虑，有必要设计蚕的高效培养装置，在能源有限的条件下实现空间基地内宇航员所需的高质量动物蛋白的自给自足。

技术内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种空间基地蚕培养装置，主要用于解决长时间、远距离深空探测过程中所建立的空间基地内动物蛋白的供给问题。本装置具备结构相对简单、易于观察控制和便于操作等优点。

为实现上述研究目的，采取的技术方案是：本发明装置由上培养区(1)、下培养区(2)、环境条件控制区(3)、紫外灯区(4)、控制面板(5)、进气窗(6)、排气窗(7)、CO₂和O₂传感器(8)、温湿度传感器(9)、带阀门(10)的加湿水箱(11)等组成。

此装置左侧下部设有进气窗(6)，在上培养区(1)和下培养区(2)生长的蚕所需的气体由此进入，经过环境条件控制区(3)内的紫外灯消毒通道(13)后，进入上培养区(1)和下培养区(2)，之后沿水平方向流过上培养区(1)和下培养区(2)，最后从排气窗(7)流出装置。

可在控制面板(3)上对上培养区(1)和下培养区(2)所需的温湿度、光照制度、CO₂和O₂的适宜浓度范围等进行设定。CO₂和O₂传感器(8)和温湿度传感器(9)实时监测装置内的CO₂和O₂浓度以及温湿度，当其超过了设定范围，控制面板(5)上的报警器发出警报，提示宇航员进行检修或为加湿器加水。紫外灯区(4)用于定期对此装置进行消毒。

上培养区(1)和下培养区(2)各包括五层，每层高8cm～10cm，每层放置高6cm的蚕培养盘(14)。蚕培养盘(14)上部留高2cm～4cm的空间用于每层的通风，风水平流动，为蚕呼吸提供新鲜空气的同时，有效防止蚕病在不同层内的蚕之间的传播，风速控制在0.5m/s～1.0m/s。蚕培养盘(14)四周设挡板(15)防止风直吹蚕，对蚕生长不利。挡板(15)上方设折板(16)内侧面光洁度Ra＜0.01μm，折板(16)与挡板(15)间呈120-150度角，防止蚕爬出。蚕培养盘(14)内四边为圆弧形底部(17)，便于清理，防止蚕沙等废物的堆积。蚕培养盘(14)下部两侧设置有滑轨(18)，蚕培养盘(14)可通过滑轨(18)抽出。

本发明能够为空间基地内宇航员连续高效的提供高质量动物蛋白，确保宇航员生理和心理健康。本装置结构相对简单、易于观察控制而且便于操作。

附图说明

图1为本发明装置的正视图；

图2为本发明装置的俯视图；

图3为本发明装置的左视图；

图4为本发明装置的右视图；

图5为本发明装置的A-A剖面图。

图中：1是上培养区；2是下培养区；3是环境条件控制区；4是紫外灯区；5是控制面板；6是进气窗；7是排气窗；8是CO₂和O₂传感器；9是温湿度传感器；10是阀门；11是加湿水箱；12是荧光灯区；13是紫外灯消毒通道；14是蚕培养盘；15是挡板；16是折板；17是圆弧形底部；18是滑轨；19是上推拉门；20是下推拉门。

具体实施方式

根据每名宇航员每天的蛋白质需要量、蚕的蛋白质含量、蚕的最适培养密度等参数，设计的生物再生式生命保障系统内动物培养装置的尺寸为：总高160cm，底部轮高5cm，环境条件控制区高50cm，培养区高100cm，上部紫外灯区高5cm；总宽120cm，两侧灯区分别宽10cm；装置深70cm。每层有效培养区域宽100cm，深64cm，可以连续为两名宇航员提供每日所需动物蛋白。

本发明装置由上培养区(1)、下培养区(2)、环境条件控制区(3)、紫外灯区(4)、控制面板(5)、进气窗(6)、排气窗(7)、CO₂和O₂传感器(8)、温湿度传感器(9)、带阀门(10)的加湿水箱(11)等组成，用于进行蚕的高效连续培养。在控制面板(5)上设定实验所需的环境条件，包括适宜的CO₂和O₂浓度、温湿度等。箱体内的CO₂和O₂传感器(8)和温湿度传感器(9)实时监测箱体内的气体浓度和温湿度。当监测值偏离设定的最适范围时，控制面板(5)上的报警器发出报警信号，提醒宇航员检查设备是否出现了故障需要维修或者需要给加湿水箱补水。

上培养区(1)和下培养区(2)各包括五层。在上培养区(1)内的五个蚕培养盘(14)和下培养区(10)内的五个蚕培养盘(14)中依次放置处于五个不同龄期的蚕。每四天收获一次上培养区(1)和下培养区(2)中最大的一批蚕，同时分别放入新一批蚕种进行孵化。需要对上培养区(2)的蚕进行喂食、除沙和收获等操作时，将上推拉门(19)向下拉开，沿滑轨(18)抽出某层蚕培养盘(14)实施操作。需要对下培养区(2)内的蚕进行喂食、除沙和收获等操作，将下推拉门(20)向上拉开，沿滑轨(18)抽出某层蚕培养盘(14)实施操作。每日向装置内送入桑叶和莴笋叶分别饲喂其中一至三龄蚕和四五龄大蚕。

需要对装置内部进行消毒时，打开控制面板(5)上紫外灯区(4)内紫外灯的开关，对箱体照射一小时左右。

Claims (5)

1.一种空间基地蚕培养装置，其特征在于：该培养装置由上培养区(1)、下培养区(2)、环境条件控制区(3)、紫外灯区(4)、控制面板(5)、进气窗(6)、排气窗(7)、CO₂和O₂传感器(8)、温湿度传感器(9)、带阀门(10)的加湿水箱(11)等组成，可进行空间候选动物蚕的高效培养。

2.根据权利要求1所述的空间基地蚕培养装置，其特征在于：环境条件控制区(3)对蚕培养所需的温湿度、光照制度等环境条件进行调控，包括控制荧光灯区(12)的光照制度。

3.根据权利要求1所述的空间基地蚕培养装置，其特征在于：此装置左侧下部设有百叶式进气窗(6)，蚕生长所需的气体由此进入后经过环境条件控制区(3)中的紫外灯消毒通道(13)后，进入上培养区(1)和下培养区(2)，之后沿水平方向流过上培养区(2)和下培养区(2)，最后从排气窗(7)流出装置。

4.根据权利要求1所述的空间基地蚕培养装置，其特征在于：上培养区(1)和下培养区(2)各5层，每层高8cm～15cm，每层放置高5-10cm的蚕培养盘(14)，培养盘(14)上部留高2cm～4cm的空间用于每层的通风，风水平流动，为蚕呼吸提供新鲜空气的同时，有效防止蚕病在不同层内的蚕之间的传播，风速控制在0.5m/s～1.0m/s。

5.根据权利要求1所述的空间基地蚕培养装置，其特征在于：蚕培养盘(14)四周设挡板(15)防止风直吹蚕，对蚕生长不利。挡板(15)上方设折板(16)内侧面光洁度Ra＜0.01μm，折板(16)与挡板(15)间呈120-150度角，防止蚕爬出。蚕培养盘(14)内四边为圆弧形底部(17)，便于清理，防止蚕沙等废物的堆积。蚕培养盘(14)下部两侧设置有滑轨(18)，在需要对蚕进行饲喂、除沙和收获等收获时，将蚕培养盘(14)通过滑轨(18)抽出进行操作。

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