CN217230682U - 复合式藻类养殖设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种复合式藻类养殖设备，其中包括：一光合反应模块、一生长调节模块、一循环输送模块、和一循环管道模块；其中，光合反应模块具有以并联方式连接的多个光合反应单元，生长调节模块具有以并联方式连接的多个生长槽单元；循环输送模块具有一主循环泵，且循环输送模块通过循环管道模块连接光合反应模块和生长调节模块，使得主循环泵送出的培养液能够通过循环管道模块的传送，通过多个光合反应单元后，进入多个生长槽单元，再回流至主循环泵的入口端。

Description

复合式藻类养殖设备

技术领域

本申请涉及一种复合式藻类养殖设备，特别是涉及一种结合封闭式光生物反应器和生长调节槽，且适合于大量养殖用途的复合式藻类养殖设备。

背景技术

藻类能有效利用光能、二氧化碳、水和无机盐合成蛋白质、脂肪、碳水化合物以及高附加值生物活性物质，藻类因具有极高光转换营养利用效率表现出比高等植物更强的生长潜力，因此藻类的培养受到广泛重视。

目前，藻类的大规模工业化生产多采用开放池式，这种生产模式存在占用空间，且生产不稳定、成本过高容易受污染，藻类受光不均，光能利用率不高，各种生长环境不同导致生长条件控制困难，导致藻类大规模死亡，培养效率低。为了解决开放养殖池的缺点，业界发展出封闭式的光合反应器的养殖技术，该类型的养殖技术，是在封闭的透光管道式反应器或封闭式反应槽内培养藻类，且通过人工光源或自然光源提供光线照射于反应器或反应槽，使得藻类在封闭环境内行光合作用生长。该类型封闭式的光合反应的养殖设备虽然能够节省土地用量，然而却具有设备昂贵、生长条件控制不易，以及封闭系统容易产生死藻以及阻塞问题。更重要的是，因反应器或反应槽的容量有限，因此无法被用以大量生产，而导致产量少、养殖成本昂贵，且不易控制藻类生长质量的问题，更无法同时养殖多种藻，也不利于扩展生产规模。

由于以上原因，造成现有的藻类养殖系统的缺点，故如何通过系统智能自动控制改变设计，将变因、结构重新设计调整的改良，来克服上述的缺陷，已成为该项事业所欲解决的重要课题之一。

实用新型内容

本申请为以创作人先前申请的实用新型第202120357861.0号专利为基础进一步改良，因此本案与该申请案相似部分的技术内容可参考该申请案说明书所揭露。

本申请所要解决的技术问题在于，针对现有藻类养殖设备占用空间、设备成本昂贵、且生长条件控制不易，而无法有效运用在工业生产的问题加以改良。

为了解决上述的技术问题，本申请所采用的其中一技术方案是提供一种复合式藻类养殖设备，其中包括：一光合反应模块，所述光合反应模块包含多个光合反应单元，每一个所述光合反应单元分别具有一透光盘管，所述透光盘管具有一入水端和一出水端；一生长调节模块，所述生长调节模块包含多个生长槽单元，每一个所述生长槽单元分别具有一槽体，所述槽体具有一生长槽入口和一生长槽出口，所述槽体内部设置多个隔板，用以将所述槽体内部区隔形成一弯曲流道，每一个所述槽体的容积配置为大于所述透光盘管的容积；一循环输送模块，所述循环输送模块具有一主循环泵，所述主循环泵具有一入口端和一出口端；一循环管道模块，所述循环管道模块包含：一主泵出口管，所述主泵出口管连接于所述主循环泵的所述出口端；一主泵入口管，所述主泵入口管连接所述主循环泵的所述入口端；一第一入口干管，所述第一入口干管连接多个第一入口连接管，多个所述第一入口连接管分别连接多个所述光合反应单元的所述入水端和所述第一入口干管之间，每一个所述第一入口连接管分别设置有一第一入口控制阀；一第一出口干管，所述第一出口干管连接多个第一出口连接管，多个所述第一出口连接管分别连接多个所述光合反应单元的所述出水端和所述第一出口干管之间，每一个所述第一出口连接管分别设置有一第一出口控制阀；一第二入口干管，所述第二入口干管连接多个第二入口连接管，多个所述第二入口连接管分别连接多个所述生长槽单元的所述生长槽入口和所述第二入口干管之间，每一个所述第二入口连接管分别设置有一第二入口控制阀；一第二出口干管，所述第二出口干管连接多个第二出口连接管，多个所述第二出口连接管分别连接多个所述生长槽单元的所述生长槽出口和所述第二出入口干管之间，每一个所述第二出口连接管分别设置有一第二出口控制阀；其中，多个所述光合反应单元通过多个所述第一入口连接管和多个所述第一出口连接管而以并联方式连接于所述第一入口干管和所述第一出口干管之间，多个所述生长槽单元通过多个所述第二入口连接管和多个所述第二出口连接管而以并联方式连接于所述第二入口干管和所述第二出口干管之间，所述主泵出口管连接所述第一入口干管，所述第一出口干管的末端连接所述第二入口干管，所述第二出口干管的末端连接所述主泵入口管，而使得所述主循环泵送出的培养液能够通过所述第一入口干管进入到多个所述光合反应单元，再从所述第一出口干管流入所述第二入口干管，再通过多个所述生长槽单元后，再进入到所述第二出口干管，而流动到所述主泵入口管。

本申请一可选实施例，其中所述主泵入口管相对于所述主循环泵的一端连接所述第一出口干管和所述第二入口干管，所述主泵入口管上设置一主泵入口控制阀；所述循环管道模块还包含：一连通管路，所述连通管路连接于所述第一入口干管和所述第一出口干管靠近所述主循环泵的一端，所述连通管路上设置有至少一个连通管控制阀；一第一流向控制阀，设置于所述第一入口干管上介于所述连通管路和最靠近所述主循环泵的一个所述第一入口连接管之间的位置；一第二流向控制阀，设置于所述第一出口干管介于所述连通管路和最靠近所述主循环泵的一个所述第一出口连接管之间的位置；一第三流向控制阀，设置于所述第一出口干管上介于所述连通管路和所述主泵入口管之间的位置；一第四流向控制阀，设置于所述第二入口干管介于所述主泵入口管和最为靠近所述主循环泵的一个所述第二入口连接管之间的位置；及一第五流向控制阀，设置于所述第二出口干管介于所述主泵入口管和最为靠近所述主循环泵的一个所述第二出口连通管之间的位置。

本申请一可选实施例，其中所述循环输送模块还包含多个辅助泵，多个所述辅助泵分别设置于所述环管道模块的不同位置处。

本申请一可选实施例，还包括一生长监控调节模块，所述生长监控调节模块包含：一监控模块、一主循环温度控制装置、一给养装置、一气体补充装置、一藻类补充装置，其中所述监控模块连接所述主泵入口管和所述主泵出口管，所述监控模块具有多个传感器用来监测培养液的水温、酸碱值、溶氧、营养盐浓度、浊度、二氧化碳浓度、氧气浓度；所述主循环温度控制装置连接于所述第一出口干管和所述第二入口干管之间，用以控制所述培养液的温度；所述给养装置、所述气体补充装置、和所述藻类补充装置连接于所述主泵入口管，用以补充营养盐、二氧化碳或氧气、藻类至所述培养液中。

本申请一可选实施例，其中所述生长监控调节模块还包含一藻类生长监测装置和一自动采收装置，所述藻类生长监测装置和所述自动采收装置连接于所述主泵出口管和所述第一入口干管之间，所述藻类生长监测装置用来监测所述培养液内的藻类生长情形，且于所述培养液内的藻类生长到符合采收条件时，控制所述自动采收装置采收所述培养液内的藻类。

本申请一可选实施例，还包括一控制模块，所述控制模块耦接所述光合反应模块、所述生长调节模块、所述循环输送模块、所述循环管道模块、和所述生长监控调节模块，用以控制所述光合反应模块、所述生长调节模块、所述循环输送模块、所述循环管道模块、和所述生长监控调节模块的运作。

本申请一可选实施例，其中每一个所述光合反应单元分别具有一第一入口旁通接头，和一第一出口旁通接头；每一个所述生长槽单元分别具有一第二入口旁通接头，和一第二出口旁通接头。

本申请一可选实施例，还包括一外接循环设备，所述外接循环设备包括：多个外接软管、一外接循环泵、一外接温控装置、一外接气体补充装置、和一外接给养装置；多个所述外接软管能够连接于任一个所述光合反应单元的所述第一入口旁通接头和所述第一出口旁通接头，以及任一个所述生长槽单元的所述第二入口旁通接头和所述第二出口旁通接头；所述外接循环泵、所述外接温控装置、所述外接气体补充装置、和所述外接给养装置连接于多个所述外接软管上。

本申请一可选实施例，每一个所述光合反应单元还包括：一生长监测次模块、一补光装置、一遮光装置、和一反应器控温装置；其中所述生长监测次模块包含多个照度传感器、设置于所述透光盘管上的温度传感器、压力传感器、气体浓度传感器、营养盐传感器；所述补光装置为LED发光装置。

本申请一可选实施例，每一个所述生长槽单元还包括：一生长槽光源装置、一生长槽气体补充装置、一生长槽温度控制装置、和一流体扰动装置；并且每一个所述生长槽单元还能够连接一营养补给瓶。

本申请其中一有益效果，在于本申请的所述复合式藻类养殖设备能够通过所述循环管道模块连接所述光合反应模块、所述生长调节模块和所述循环输送模块，且所述光合反应模块具有相互并联的多个所述光合反应单元，而所述生长调节模块也具有相互并联的多个所述生长槽单元，通过所述循环管道模块，使得培养液能够通过多个所述光合反应单元后，再通过多个所述生长槽单元后，再回流到所述主循环泵的入口端的技术方案，使得本申请的所述复合式藻类养殖设备具有容易扩展产能的弹性，而符合工业大量生产的需求，并且能够通过一组所述主循环泵配合所述循环管道模块的，而使得培养液在多组不同的所述光合反应单元和多个不同的所述生长槽单元间循环流动，因而能够达到集中控制，简化构造且降低成本的目的。

进一步来说，本申请的另一有益效果，在于本申请结合了管道式的光合反应单元，和容量数倍于光合反应单元的生长槽单元，因而结合了管道式光合反应器的光合反应作用强烈，以及生长槽具有大容量且使藻类进行生长调节的功效，而达到扩增产量且提高品的目的。

此外，本申请个别的光合反应单元和生长槽单元能够个别地独立出来，而用来混养藻类，因而更增进使用的弹性。

为使能更进一步了解本申请的特征及技术内容，请参阅以下有关本申请的详细说明与图式，然而所提供的图式仅用于提供参考与说明，并非用来对本申请加以限制。

附图说明

图1为本申请的复合式藻类养殖设备的系统方块示意图。

图2为本申请使用的光合反应单元的一实施例的示意图。

图3为本申请使用的生长槽单元的一实施例的示意图。

图4为本申请的复合式藻类养殖设备的所使用的控制模块与各组件连接关系的方块示意图。

图5为本申请的复合式藻类养殖设备的光合反应单元和生长槽单元连接外接循环设备以进行藻类混养实施例的示意图。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实施例来说明本申请所公开有关“复合式藻类养殖设备”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本申请的优点与效果。本申请可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本申请的构思下进行各种修改与变更。另外，本申请的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本申请的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本申请的保护范围。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。

参阅图1至图5所示，本申请实施例提供一种复合式藻类养殖设备100，其包括：一光合反应模块1、一生长调节模块2、一循环输送模块3、一循环管道模块4、一生长监控调节模块5、以及一控制模块6。

其中，所述光合反应模块1包含有多组光合反应单元10。请同时参考图1 和图2所示，本实施例中，每一组所述光合反应单元10分别包含：一透光盘管11、一生长监测次模块12、一补光装置13、一遮光装置14、一反应器控温装置15、以及第一入口旁通接头16和第一出口旁通接头17。

其中，透光盘管11是以透明管体制成(例如：玻璃管、压克力管)，透光盘管11的两端具有一入水端111及一出水端112，培养藻类用的培养液能够从入水端111进入到透光盘管11内，并以稳定流速通过透光盘管11，而在培养液中的藻类在透光盘管11内进行光合作用而使得藻类获得养分并成长。透光盘管11的适当位置处还能够设置至少一补充接口113，用以补充营养盐、藻类、气体、或水。透光盘管11还能够设置一压力控制阀114，用来调节每一个光合反应单元10的培养液压力，以适合藻类生长。本实施例中，每一个光合反应单元10的生长监测次模块12包含：照度传感器121、温度传感器122、压力传感器123、气体浓度传感器124、和营养盐浓度传感器125，用以监测每一个光合反应单元10的光照强度、温度、压力、氧气或二氧化碳浓度、和营养盐浓度等生长条件参数。

本实施例中，补光装置13能够为LED发光装置或为其他类型的人工光源，补光装置13能够受到生长监测次模块12控制，用来在光源强度不足时发出光线照射于透光盘管11，以使得透光盘管11的光照强度适合于藻类生长。

本实施例中，光合反应单元10的遮光装置14为设置在透光盘管11上方的遮阳帘，能够通过遮光装置14的开启程度控制透光盘管11受到光线照射的强度。然而，本申请不限于此，举例来说，在本申请图未绘示的其他实施例中，所述遮光装置14也能够设置在补光装置13和透光盘管11之间的位置。此外，所述遮光装置14也能够为覆盖于透光盘管11外侧的遮光帘、控光幕、遮光罩、或可调式的百叶窗，凡是能够用来调整自然光或补光装置13照射于透光盘管 11的光照强度目的装置或结构，均为本申请的所述遮光装置14的等效结构。

本实施例中，反应器控温装置15包括：设置在光合反应单元10入口端的入口热交换器151、设置在透光盘管11入口的入口加热器152、或者是透光盘管11上适合位置的管道加热器153，且能够搭配洒水装置等类型的降温装置，用来控制每一个光合反应单元10内的培养液温度，使得培养液温度过高时能够降温，而温度过低时能够升温，以使得培养液的温度能够调整到适合藻类生长的温度。

本实施例中，每一个光合反应单元10的两个第一入口旁通接头16和第一出口旁通接头17分别设置在透光盘管11的入水端111和出水端112。第一入口旁通接头16和第一出口旁通接头17的用途，为用以供所述光合反应单元 10清洗或单独使用混养其他藻类时，能够供清洁管路或混养用的外接循环设备7的管路连接所述第一入口旁通接头16和第一出口旁通接头17。

如图1及3所示，本实施例中，生长调节模块2包含有数量对应于多个所述光合反应单元10的多个生长槽单元20。所述生长调节模块2的多个生长槽单元20通过循环管道模块4连接所述光合反应模块1的多个所述光合反应单元10，且通过所述循环输送模块3和所述循环管道模块4的控制，使得所述光合反应模块1的多个光合反应单元10所流出的培养液能够进入到多个生长槽单元20内，而每一个生长槽单元20排出的培养液也能够再次循环进入到光合反应模块1的多个光合反应单元10中。

如图3所示，本实施例中，每一个生长槽单元20分别包含有：一槽体21、一生长槽光源装置22、一生长槽气体补充装置23、一生长槽温度控制装置24、一流体扰动装置25、第二入口旁通接头26和第二出口旁通接头27。其中，每一个生长槽单元20的槽体21分别具有一生长槽入口211和一生长槽出口212，培养液从生长槽入口211进入到槽体21内部，再从生长槽出口212流出。每一个槽体21内部具有多个相互交错的隔板213，而使得槽体21内部空间被多个隔板213区隔，而形成一弯曲流道214，因而使得培养液在槽体21内部的流动距离增加，且流动时间延长。

每一个生长槽单元20的生长槽光源装置22设置于槽体21的上方，用以调节生长槽单元20内的培养液的光照强度。生长槽气体补充装置23设置在槽体21内部，本实施例中，生长槽气体补充装置23能够为具有多数气孔的导气管，并且每一个所述生长槽气体补充装置23连接于一个气压泵533，通过气压泵533将补充气体(如：二氧化碳、氧气等)送入生长槽气体补充装置23 中，再通过生长槽气体补充装置23的气孔将气体导入到槽体21内部的培养液中。生长槽温度控制装置24可以为设置在槽体21内的加热器、冷热交换器、或其他温控装置，用以调节槽体21内的培养液的温度，并且本申请可选实施例中，多个生长槽温度控制装置24分别设置于槽体21内不同位置，用以控制槽体21内部各个不同位置的培养液的温度，并且槽体21内还设置有流体扰动装置25，用以带送水流防止藻类沉积在槽底导致生长速度下降。流体扰动装置25可以为马达带动的螺桨，或为搅拌器、水车、泵浦、造浪机、或其他类型的能够用以增加流体流速或制造水流的装置，流体扰动装置25用来使得槽体21内部的培养液形成从所述槽体21的生长槽入口211方向朝向生长槽出口 212方向流动的水流，使得槽体21内部的培养液保持流动状态，避免培养液内的藻类沉淀或黏着在槽体21内侧壁的情形，并且能够避免培养液流动不足而导致培养液内的藻类和生长槽温度控制装置24接触时间过长而使得藻类过热成为死藻，或者黏着在生长槽温度控制装置24上。此外，通过流体扰动装置25搅动水流可以将藻类搅动才不会沉淀，更可以加大二氧化碳与藻液的接触，加上合适光照可以充分发挥光合作用。

特别说明，本申请多个所述生长槽温度控制装置24设置的位置能够邻近于生长槽气体补充装置23上方位置，因此通过生长槽气体补充装置23的气体在培养液内形成的气泡带动，能够使得每一个生长槽温度控制装置24周围的培养液流动更为充分，而更能够达到避免培养液流动不均所造成的危害。此外，图3所示实施例中，虽然仅绘示在槽体21的生长槽入口211位置设置有所述流体扰动装置25。然而，本申请不限于此，在本申请其他图未绘示实施例中，能够在每一个生长槽温度控制装置24的后方分别配置一个流体扰动装置25，而能够达到更佳的扰流效果，而更能够避免藻类沉淀或被生长槽温度控制装置 24接触过久产生死藻的情形发生，且能够更进一步增进二氧化碳与藻液的接触，并使得光照充分。

特别说明，每一个生长槽单元20的槽体21的容积安排成大于光合反应单元10的容积的数倍以上，且培养液在生长槽单元20内停留的时间也安排成大于培养液在光合反应单元10内停留的时间。因此，生长槽单元20能够提供数倍于光合反应单元10的容积，因而使得本申请的复合式藻类养殖设备100能够克服现有的封闭式光合反应器或反应槽类型的养殖设备容积过小的问题。

并且培养液在生长槽单元20的槽体21内流动过程中，能够控制培养液的温度逐渐降温，且控制光照强度逐渐降低，因而使得培养液内的藻类在光合反应单元10内通过光合反应作用快速地繁殖后，在进入到生长槽单元20内以后能够逐渐降温，且光合作用减缓，且使得培养液内的藻类有充足的时间消化先前光合反应单元10中所获得的养分，且使得藻类成长到一定尺寸以后进一步进行分裂，而使得藻类的繁殖量倍增，且使得藻类获得足够的生长调节，而提高产出藻类的品质。

此外，本实施例中，每一个生长槽单元20的第二入口旁通接头26和第二出口旁通接头27分别连接所述槽体21的生长槽入口211和生长槽出口212。第二入口旁通接头26和第二出口旁通接头27的用途，为每一个生长槽单元 20在进行清洗，或要临时混养其他种类的藻类时(如图5所示实施例)，能够供清洁管路或混养用的外接循环设备7的管路连接所述第二入口旁通接头26 和第二出口旁通接头27。

此外，如图1及图3所示，本实施例中，每一个生长槽单元20还能够分别设置一营养补给瓶215。营养补给瓶215连接气体分配管534，而能够通过气压控制将营养补给瓶215内的补给物质输送进入到生长槽单元20内，或者取样生长槽单元20内的培养液，用来进行营养补充、气体追加、取样调查等功能。并且当生长槽单元20用来混养不同藻类时，可以在每个生长槽单元20 各别设置一个专属的营养补给瓶215，用于补充专属营养、气体，确保无污染。

此外，所述生长调节模块2还能够进一步设置一个生长槽给养装置59，所述生长槽给养装置59通过管路同时连接多个生长槽单元20，而能够用来统一补给各个生长槽单元20所需的气体、营养盐等补给物质，并且可以用来再养殖不同种类的藻类时，储存不同藻类所需的营养盐或补给物质。

循环输送模块3通过循环管道模块4连接所述光合反应模块1和生长调节模块2，循环输送模块3用来输送培养液，使得培养液通过循环管道模块4的连接，使得培养液在光合反应模块1的多个光合反应单元10，和生长调节模块2的多个生长槽单元20内流动。

本实施例中，所述循环输送模块3包括一主循环泵31，和分散设置于循环管道模块4的不同位置处的辅助泵32。主循环泵31连接于所述循环管道模块4介于所述光合反应模块1和生长调节模块2之间的管路上，主循环泵31 用以将培养液加压后输送进入循环管道模块4的管路中，以提供循环管道模块 4内的培养液流动所需的压力。多个所述辅助泵32能够视需要设置在循环管道模块4不同位置的管路上，用以使得循环管道模块4不同位置处的管路内的培养液的流量及压力能够平衡，以避免管路末端因压力降低而产生流量下降的情形，以此使得所述光合反应模块1内的多个不同的光合反应单元10的流量可以维持一致，而所述生长调节模块2的多个不同的生长槽单元20的流量也能够一致。

所述循环管道模块4用来衔接所述循环输送模块3、所述光合反应模块1 的多个光合反应单元10、和所述生长调节模块2的多个生长槽单元20。本实施例中，所述循环管道模块4包含：一主泵出口管41、一主泵入口管42、一第一入口干管43、连接所述第一入口干管43的多个第一入口连接管431、一第一出口干管44、连接所述第一出口干管44的多个第一出口连接管441、一第二入口干管45、连接所述第二入口干管45的多个第二入口连接管451、一第二出口干管46、连接所述第二出口干管46的多个第二出口连接管461、和一连通管路47。

其中，所述主泵出口管41连接于主循环泵31的出口端311，主泵入口管 42连接主循环泵31的入口端312。并且主泵出口管41设置有一主泵出口控制阀411，且主泵入口管42上设置有一主泵入口控制阀421。所述主泵出口管 41连接所述第一入口干管43，且所述第一入口干管43通过多个所述第一入口连接管431连接于多个所述光合反应单元10的入水端111，而所述第一出口干管44通过多个所述第一出口连接管441连接多个所述光合反应单元10的所述出水端112，而使得多个所述光合反应单元10以并联方式连接于所述第一入口干管43和所述第一出口干管44之间。

所述第一出口干管44的末端连接所述主泵入口管42和所述第二入口干管 45的起始端，第二入口干管45通过多个第二入口连接管451连接多个生长槽单元20的生长槽入口211，且所述第二出口干管46通过多个所述第二出口连接管461连接多个所述生长槽单元20的所述生长槽出口212，因而使得多个所述生长槽单元20以并联方式连接于所述第二入口干管45和所述第二出口干管46之间。所述第二出口干管46远离多个所述生长槽单元20的一端连接于所述主泵入口管42上介于所述主泵入口控制阀421和所述主循环泵31的所述入口端312之间的位置。

因此，通过上述管路配置方式，使得所述主循环泵31送出的培养液能够通过所述主泵出口管41、所述第一入口干管43、和多个所述第一入口连接管 431的传送而流入到多个所述光合反应单元10的入水端111，接着培养液通过多个光合反应单元10后，再从多个光合反应单元10的出水端112流入到多个第一出口连接管441和所述第一出口干管44。接着培养液再通过所述第二入口干管45和多个所述第二入口连接管451进入到多个所述生长槽单元20的生长槽入口211，培养液通过多个所述生长槽单元20后，从多个所述生长槽出口212进入到多个所述第二出口连接管461，接着再通过所述第二出口干管46 和所述主泵入口管42回流到所述主循环泵31的入口端312。

特别说明，本实施例中，每一个所述第一入口连接管431分别设置一第一入口控制阀4311，每一个所述第一出口连接管441分别设置一第一出口控制阀4411；而每一个所述第二入口连接管451上分别设置一第二入口控制阀 4511，且每一个所述第二出口连接管461分别设置一第二出口控制阀4611。当任一个所述光合反应单元10相对应的所述第一入口控制阀4311和所述第一出口控制阀4411关闭时，能够使得培养液无法通过所述光合反应单元10，而使得所述光合反应单元10成为关闭状态。同样地，当任一个所述生长槽单元 20相对应的所述第二出口控制阀4611和所述第二入口控制阀4511关闭时，能够使得所述培养液无法通过所述生长槽单元20，而使得所述生长槽单元20 成为关闭状态。

因此，当任一个所述光合反应单元10或任一个所述生长槽单元20需要进行清洗或维修时，能够单独地关闭需要维修或清洗的所述光合反应单元10或所述生长槽单元20，而使得其他的所述光合反应单元10或生长槽单元20维持正常运转。并且所述复合式藻类养殖设备100也能够选择性地关闭部分的所述光合反应单元10或所述生长槽单元20，而达到控制整体产能的目的。

更进一步来说，每一个光合反应单元10的第一入口控制阀4311是设置于每一个光合反应单元10相对应的第一入口连接管431上介于第一入口旁通接头16和第一入口干管43之间的位置，而每一个光合反应单元10的第一出口控制阀4411是设置在每一个光合反应单元10相对应的所述第一出口连接管 441介于所述第一出口旁通接头17和所述第一出口干管44之间的位置。同样地，每一个生长槽单元20的第二入口控制阀4511是设置于每一个生长槽单元 20相对应的第二入口连接管451上介于第二入口旁通接头26和第二入口干管 45之间的位置，而每一个生长槽单元20的第二出口控制阀4611是设置在每一个生长槽单元20相对应的所述第二出口连接管461介于所述第二出口旁通接头27和所述第二出口干管46之间的位置。

因而如图5所示，当任一个光合反应单元10或生长槽单元20要进行清洗，或用来混养不同种类的藻类时，能够将所述光合反应单元10的所述第一入口控制阀4311和第一出口控制阀4411关闭，以及所述生长槽单元20的所述第二入口控制阀4511和第二出口控制阀4611关闭，以避免清洁水或者混养藻类的培养液不会进入到所述循环管道模块4内而造成所述复合式藻类培养设备的循环管道模块4和其他组件内的培养液污染的情形。

如图1所示，所述循环管道模块4还能够通过所述连通管路47和多个流向控制阀控制培养液的循环路径。所述连通管路47连接于所述第一入口干管 43和所述第一出口干管44靠近所述主循环泵31的一端，所述连通管路47的两端设置有两个连通管控制阀471。并且，所述第一入口干管43上还设置有位置介于所述连通管路47和最靠近所述主循环泵31的一个所述第一入口连接管431之间的一个第一流向控制阀432；所述第一出口干管44上设置有位置介于所述连通管路47和最靠近所述主循环泵31的一个所述第一出口连接管 441之间的一个第二流向控制阀442，以及位置介于所述连通管路47和所述主泵入口管42之间的一个第三流向控制阀443；所述第二入口干管45上设置有位置介于所述主泵入口管42和最为靠近所述主循环泵31的一个所述第二入口连接管451之间的一个第四流向控制阀452；以及所述第二出口连接管461上设置有位置介于所述主泵入口管42和最为靠近所述主循环泵31的一个所述第二出口连通管之间的一个第五流向控制阀462。

如图1所示，本申请所述复合式藻类养殖设备100在预设使用状态下，是将所述连通管路47上的两个连通管控制阀471关闭，且所述主泵出口控制阀 411开启，所述第一流向控制阀432和所述第二流向控制阀442开启，所述主泵入口控制阀421关闭，且所述第三流向控制阀443、所述第四流向控制阀452、和所述第五流向控制阀462均开启，如此便能够使得所述主循环泵31送出的培养液经由第一入口干管43输送进入到多个所述光合反应单元10，再通过所述第一出口干管44之后进入所述第二入口干管45，接着通过多个所述生长槽单元20后进入到所述第二出口干管46，接着再通过所述第二出口干管46回流到所述主泵入口管42，而完成培养液的整个循环流程。在此状态下，培养液能够通过循环输送模块3的传送，而在所述光合反应模块1和所述生长调节模块2之间循环。

所述循环管道模块4也能够设定成使得培养液仅在光合反应模块1和所述主循环泵31之间循环的操作模式，在此操作模式下，两个所述连通管控制阀 471关闭，所述主泵出口控制阀411和所述主泵入口控制阀421开启，所述第一流向控制阀432、所述第二流向控制阀442、和所述第三流向控制阀443开启，且所述第四流向控制阀452和所述第五流向控制阀462关闭，因此使得培养液仅能够在所述主泵出口管41、所述第一入口干管43、多个所述光合反应单元10、所述第一出口干管44、和所述主泵入口管42之间流动，而不会进入到所述第二入口干管45和所述第二出口干管46。

所述循环管道模块4还能够设定成使得培养液仅在生长调节模块2和所述主循环泵31之间循环的操作模式。在此状态下，所述第一流向控制阀432和所述第二流向控制阀442关闭，两个所述连通管控制阀471开启，所述主泵入口控制阀421关闭，且所述第三流向控制阀443、所述第四流向控制阀452、和所述第五流向控制阀462开启。因此，主循环泵31送出的培养液从主泵出口管41流出后不会进入到所述第一入口干管43，而是通过所述连通管路47 流通到所述第二入口干管45，再通过多个所述生长槽单元20后，进入所述第二出口干管46，再回流到所述主泵入口管42。

本申请所述复合式藻类养殖设备100还能够通过所述生长监控调节模块5 监控藻类的养殖情形，并且控制藻类生长条件、依据需求补充藻类生长所需气体、养分、或藻类种苗，并且监控藻类生长情形，并适时采收藻类。

本实施例中，所述生长监控调节模块5包括：监控模块51、主循环温度控制装置52、给养装置54、气体补充装置53、藻类补充装置55、藻类生长监测装置56、自动采收装置57、和排氧装置58。

其中监控模块51为包含了温度传感器、压力传感器、营养盐浓度传感器、酸碱值传感器、二氧化碳浓度传感器、氧气浓度传感器等各种类型的传感器模块，用来监控养殖藻类的培养液的水温、酸碱值、溶氧、营养盐浓度、浊度、二氧化碳浓度、氧气浓度等参数。本实施例中，监控模块51通过旁通管511、 512连接于主泵入口管42和主泵出口管41，且旁通管511、512上分别设置旁通控制阀5111、5121用以控制经由旁通管511、512流过监控模块51的培养液的流量。此外监控模块51连接一泄液阀513，用以供取样培养液进行检验分析。

所述主循环温度控制装置52能够为热交换装置、加热器、或降温器，本实施例中，所述主循环温度控制装置52通过旁通管521、522连接所述第一出口干管44和所述第二入口干管45，所述旁通管521、522上分别设置旁通控制阀5211、5221。并且，本实施例中，所述第三流向控制阀443是设置在旁通管521和旁通管522之间，因而当第三流向控制阀443关闭，且旁通控制阀 5211、5222开启时，培养液能够流经过所述主循环温度控制装置52而能够调整所述培养液的温度。

所述给养装置54通过一补给管541连接所述主泵入口管42，且补给管541 上设置有一补给控制阀5411。给养装置54能够用来补充培养液中的营养盐，或者是添加用以调整水质酸碱度的化学物质，或者补充是其他藻类生长所需营养成分。

所述气体补充装置53通过一气体补充管531连通到所述主泵入口管42，所述气体补充管531上设置有气体控制阀5311，用以控制气体进入到所述主泵入口管42。本实施例中，所述气体补充装置53还具有第二气体补充管532，所述第二气体补充管532连接一气压泵533，所述气压泵533再通过气体分配管534连接所述生长调节模块2的多个所述生长槽单元20的所述生长槽气体补充装置23(如图3所示)。所述气体补充装置53能够用来提供二氧化碳、或氧气，用以于培养液二氧化碳或氧气浓度不足时提供二氧化碳或氧气的补充。

藻类补充装置55通过藻类补给管551连接所述补给管541，且藻类补给管551上设置有藻类补给控制阀5511，用以控制藻类补给管551开启或关闭。藻类补充装置55用以将藻类种苗，或培养的藻类补充到培养液中，以调整培养液内的藻类密度。

所述藻类生长监测装置56设置于所述主泵出口管41和所述第一入口干管 43之间的位置，所述藻类生长监测装置56能够通过光学手段监控培养液内的藻类生长情形，包括：藻类密度、藻类颜色、藻类成长尺寸等信息。

所述自动采收装置57通过采收管571连接于主泵出口管41和所述第一入口干管43之间，且于所述采收管571上设置有一采收控制阀5711，以控制采收管571开启或关闭。所述自动采收装置57能够连动所述藻类生长监测装置 56，当所述藻类生长监测装置56侦测到培养液内的藻类密度及藻类尺寸生长到符合采收条件时，所述自动采收装置57能够启动采收藻类。因此一方面能够将养殖完成的藻类采收，另一方面能够使得培养液内的藻类密度降低。

本实施例中，所述排氧装置58设置于所述主泵入口管42。当培养液通过所述光合反应模块1和所述生长调节模块2后又重新循环到所述主循环泵31 的入口端312之前，培养液能够先进入到所述排氧装置58内，而使得培养液内多余的氧气排除，且所述排氧装置58还具有图未绘示的抽气装置，用来抽除排出气体，同时将培养液内的死藻抽除，以使得重新进入到主循环泵31的培养液内不含有死藻，以避免死藻造成管路阻塞，且使得产出藻类的成品不会有死藻造成的臭味，而能够提高产出藻类的质量。

特别说明，本申请所述复合式藻类养殖设备当中，其中所述光合反应模块 1所使用的所述光合反应单元10，以及所述生长调节模块2所使用的所述生长槽单元20，和所述生长监控调节模块5所使用的藻类生长监控技术、温度控制技术、营养补充技术、气体补充技术，以及通过藻类生长监测装置56监控藻类成长情形，并通过自动采收装置57自动采收藻类的相关技术已揭露于创作人先前申请的实用新型第202120357861.0号专利中，因此本案与该申请案相似组件的技术内容可参考该申请案说明书所揭露。

如图4所示，本申请的所述复合式藻类养殖设备100还包括一个控制模块 6，本实施例中，所述控制模块6耦接于所述光合反应模块1、所述生长调节模块2、所述循环输送模块3、所述循环管道模块4、和所述生长监控调节模块5，所述控制模块6能够为一中央控制计算机，也能够为远距遥控的信息设备，也可以使用互联网及手机APP进行远程操控。所述控制模块6能够用以接收前述各种传感器所侦测的参数或监控数据，并控制所述循环管道模块4的多个不同的控制阀，以及生长监控模块51的各个子模块或装置，而达到控制所述复合式藻类养殖设备100的运作，以及监控藻类的生长条件、自动补给或调整藻类各项生长条件的参数、以及自动采收的目的。

如图5所示，为本申请的所述复合式藻类养殖设备100使用部分的光合反应单元10和生长槽单元20进行混养的使用模式的实施例。本实施例中，为将其中一个所述光合反应单元10相对应的所述第一入口控制阀4311和第一出口控制阀4411关闭，以及将其中一个所述生长槽单元20相对应的所述第二入口控制阀4511和所述第二出口控制阀4611关闭，接着使用一外接循环设备7 连接于所述光合反应单元10的所述第一入口旁通接头16和第一出口旁通接头 17，以及所述生长槽单元20的所述第二入口旁通接头26和第二出口旁通接头27之间，而使得培养液在所述光合反应单元10和所述生长槽单元20之间循环流动，而不会流入到所述循环管道模块4中，而造成所述复合式藻类养殖设备100的培养液的污染。

更详细地说，所述外接循环设备7包含：多个外接软管71、一外接循环泵72、一外接温控装置73、一外接气体补充装置74、和一外接给养装置75。多个所述外接软管71连接于所述光合反应单元10的所述第一出口旁通接头 17和所述生长槽单元20的所述第二入口旁通接头26之间，以及所述第二出口旁通接头27和所述第一入口旁通接头16之间，且所述外接循环泵72、所述外接温控装置73、所述外接气体补充装置74、和所述外接给养装置75均连接于多个所述外接软管71上，因而使得培养液能够通过所述外接循环泵72 的输送而在所述光合反应单元10和所述生长槽单元20之间循环，并且通过所述外接温控装置73控制培养液的温度，通过所述外接气体补充装置74补充藻类生长所需气体、和所述外接给养装置75补充藻类生长所需营养盐或其他物质。

特别说明，本申请所述外接循环设备7除了能够通过外接软管71将外接循环泵72连接于光合反应单元10的第一入口旁通接头16和第一出口旁通接头17，以及生长槽单元20的第二入口旁通接头26和第二出口旁通接头27上，而用来混养藻类以外，还能够连接循环输送模块3的任一个辅助泵32来作为混养使用的循环装置。

因此，所述复合式藻类养殖设备100的任一个所述光合反应单元10和任一个所述生长槽单元20能够在切断和循环管道模块4连接的状态下连接所述外接循环设备7，而实现了使得任一个所述光合反应单元10和任一个所述生长槽单元20形成一个独立的循环系统，而能够用来养殖不同于所述复合式藻类养殖设备100所养殖的藻类品种的藻类，而达到混养多种藻类的目的，且使得不同种类的藻类的培养液不会互相混杂而造成污染。

特别说明，本申请所使用的各种阀门可用手动阀，电控气动阀，可以在智能连接系统上形成自动操作，还可结合监控模块的各种传感器进行自动化监测，可监测多项数据，如液温、浊度、PH、盐度等。另整套系统均可在控制模块追加远程智能控制单元，可在计算机、手机、云服务器对其进行温度升降、光照调整、PH加减、营养传输、二氧化碳传输等。也可按设定好的数值进行自动操作。

[实施例的有益效果]

本申请的其中一有益效果在于，本申请的所述复合式藻类养殖设备能够通过所述循环管道模块连接所述光合反应模块、所述生长调节模块和所述循环输送模块，且所述光合反应模块具有相互并联的多个所述光合反应单元，而所述生长调节模块也具有相互并联的多个所述生长槽单元，通过所述循环管道模块，使得培养液能够通过多个所述光合反应单元后，再通过多个所述生长槽单元后，再回流到所述主循环泵的入口端的技术方案，使得本申请的所述复合式藻类养殖设备具有容易扩展产能的弹性，而符合工业大量生产的需求，并且能够通过一组所述主循环泵配合所述循环管道模块的，而使得培养液在多组不同的所述光合反应单元和多个不同的所述生长槽单元间循环流动，因而能够达到集中控制，简化构造且降低成本的目的。

进一步来说，本申请的另一有益效果，在于本申请结合了管道式的光合反应单元，和容量数倍于光合反应单元的生长槽单元，因而结合了管道式光合反应器的光合反应作用强烈，以及生长槽具有大容量且使藻类进行生长调节的功效，而达到扩增产量且提高品的目的。

此外，本申请个别的光合反应单元和生长槽单元能够个别地独立出来，而用来混养藻类，因而更增进使用的弹性。

以上所公开的内容仅为本申请的可选可行实施例，并非因此局限本申请的申请专利范围，所以凡是运用本申请说明书及图式内容所做的等效技术变化，均包含于本申请的申请专利范围内。

Claims (10)

1.一种复合式藻类养殖设备，其特征在于，包括：

一光合反应模块，所述光合反应模块包含多个光合反应单元，每一个所述光合反应单元分别具有一透光盘管，所述透光盘管具有一入水端和一出水端；

一生长调节模块，所述生长调节模块包含多个生长槽单元，每一个所述生长槽单元分别具有一槽体，所述槽体具有一生长槽入口和一生长槽出口，所述槽体内部设置多个隔板，用以将所述槽体内部区隔形成一弯曲流道，每一个所述槽体的容积配置为大于所述透光盘管的容积；

一循环输送模块，所述循环输送模块具有一主循环泵，所述主循环泵具有一入口端和一出口端；

一循环管道模块，所述循环管道模块包含：

一主泵出口管，所述主泵出口管连接于所述主循环泵的所述出口端；

一主泵入口管，所述主泵入口管连接所述主循环泵的所述入口端；

一第一入口干管，所述第一入口干管连接多个第一入口连接管，多个所述第一入口连接管分别连接多个所述光合反应单元的所述入水端和所述第一入口干管之间，每一个所述第一入口连接管分别设置有一第一入口控制阀；

一第一出口干管，所述第一出口干管连接多个第一出口连接管，多个所述第一出口连接管分别连接多个所述光合反应单元的所述出水端和所述第一出口干管之间，每一个所述第一出口连接管分别设置有一第一出口控制阀；

一第二入口干管，所述第二入口干管连接多个第二入口连接管，多个所述第二入口连接管分别连接多个所述生长槽单元的所述生长槽入口和所述第二入口干管之间，每一个所述第二入口连接管分别设置有一第二入口控制阀；

一第二出口干管，所述第二出口干管连接多个第二出口连接管，多个所述第二出口连接管分别连接多个所述生长槽单元的所述生长槽出口和所述第二出入口干管之间，每一个所述第二出口连接管分别设置有一第二出口控制阀；

其中，多个所述光合反应单元通过多个所述第一入口连接管和多个所述第一出口连接管而以并联方式连接于所述第一入口干管和所述第一出口干管之间，多个所述生长槽单元通过多个所述第二入口连接管和多个所述第二出口连接管而以并联方式连接于所述第二入口干管和所述第二出口干管之间，所述主泵出口管连接所述第一入口干管，所述第一出口干管的末端连接所述第二入口干管，所述第二出口干管的末端连接所述主泵入口管，而使得所述主循环泵送出的培养液能够通过所述第一入口干管进入到多个所述光合反应单元，再从所述第一出口干管流入所述第二入口干管，再通过多个所述生长槽单元后，再进入到所述第二出口干管，而流动到所述主泵入口管。

2.如权利要求1所述的复合式藻类养殖设备，其特征在于，所述主泵入口管相对于所述主循环泵的一端连接所述第一出口干管和所述第二入口干管，所述主泵入口管上设置一主泵入口控制阀；所述循环管道模块还包含：一连通管路，所述连通管路连接于所述第一入口干管和所述第一出口干管靠近所述主循环泵的一端，所述连通管路上设置有至少一个连通管控制阀；一第一流向控制阀，设置于所述第一入口干管上介于所述连通管路和最靠近所述主循环泵的一个所述第一入口连接管之间的位置；一第二流向控制阀，设置于所述第一出口干管介于所述连通管路和最靠近所述主循环泵的一个所述第一出口连接管之间的位置；一第三流向控制阀，设置于所述第一出口干管上介于所述连通管路和所述主泵入口管之间的位置；一第四流向控制阀，设置于所述第二入口干管介于所述主泵入口管和最为靠近所述主循环泵的一个所述第二入口连接管之间的位置；及一第五流向控制阀，设置于所述第二出口干管介于所述主泵入口管和最为靠近所述主循环泵的一个所述第二出口连通管之间的位置。

3.如权利要求2所述的复合式藻类养殖设备，其特征在于，所述循环输送模块还包含多个辅助泵，多个所述辅助泵分别设置于所述环管道模块的不同位置处。

4.如权利要求3所述的复合式藻类养殖设备，其特征在于，还包括一生长监控调节模块，所述生长监控调节模块包含：一监控模块、一主循环温度控制装置、一给养装置、一气体补充装置、一藻类补充装置，其中所述监控模块连接所述主泵入口管和所述主泵出口管，所述监控模块具有多个传感器用来监测培养液的水温、酸碱值、溶氧、营养盐浓度、浊度、二氧化碳浓度、氧气浓度；所述主循环温度控制装置连接于所述第一出口干管和所述第二入口干管之间，用以控制所述培养液的温度；所述给养装置、所述气体补充装置、和所述藻类补充装置连接于所述主泵入口管，用以补充营养盐、二氧化碳或氧气、藻类至所述培养液中。

5.如权利要求4所述的复合式藻类养殖设备，其特征在于，所述生长监控调节模块还包含一藻类生长监测装置和一自动采收装置，所述藻类生长监测装置和所述自动采收装置连接于所述主泵出口管和所述第一入口干管之间，所述藻类生长监测装置用来监测所述培养液内的藻类生长情形，且于所述培养液内的藻类生长到符合采收条件时，控制所述自动采收装置采收所述培养液内的藻类。

6.如权利要求5所述的复合式藻类养殖设备，其特征在于，还包括一控制模块，所述控制模块耦接所述光合反应模块、所述生长调节模块、所述循环输送模块、所述循环管道模块、和所述生长监控调节模块，用以控制所述光合反应模块、所述生长调节模块、所述循环输送模块、所述循环管道模块、和所述生长监控调节模块的运作。

7.如权利要求1所述的复合式藻类养殖设备，其特征在于，每一个所述光合反应单元分别具有一第一入口旁通接头，和一第一出口旁通接头；每一个所述生长槽单元分别具有一第二入口旁通接头，和一第二出口旁通接头。

8.如权利要求7所述的复合式藻类养殖设备，其特征在于，还包括一外接循环设备，所述外接循环设备包括：多个外接软管、一外接循环泵、一外接温控装置、一外接气体补充装置、和一外接给养装置；多个所述外接软管能够连接于任一个所述光合反应单元的所述第一入口旁通接头和所述第一出口旁通接头，以及任一个所述生长槽单元的所述第二入口旁通接头和所述第二出口旁通接头；所述外接循环泵、所述外接温控装置、所述外接气体补充装置、和所述外接给养装置连接于多个所述外接软管上。

9.如权利要求1所述的复合式藻类养殖设备，其特征在于，每一个所述光合反应单元还包括：一生长监测次模块、一补光装置、一遮光装置、和一反应器控温装置；其中所述生长监测次模块包含多个照度传感器、设置于所述透光盘管上的温度传感器、压力传感器、气体浓度传感器、营养盐传感器；所述补光装置为LED发光装置。

10.如权利要求1所述的复合式藻类养殖设备，其特征在于，每一个所述生长槽单元还包括：一生长槽光源装置、一生长槽气体补充装置、一生长槽温度控制装置、和一流体扰动装置；并且每一个所述生长槽单元还能够连接一营养补给瓶。

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