CN220618944U - 一种多功能鲜藻培养装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能鲜藻培养装置，其包括培养箱、清水箱、培养液储存箱、空气净化消毒模块和传感器模块，清水箱通过设有水泵一的管道一与培养箱连通，培养液储存箱通过设有水泵二的管道二与培养箱连通，空气净化消毒模块包括空气净化器，空气净化器与培养箱内的曝气装置连通，传感器模块包括液位传感器和pH传感器，培养箱与鲜藻水出口及废藻水出口分别连通，管道一上设有与直饮水出口连通的直饮水支管。优点为，具有微藻培养过程中污染及衰败指示功能；可自动调节培养箱内的水位；利用空气净化器净化后的空气向培养箱内曝气并利用紫外消毒灯辐照消毒，更加洁净卫生；通过控制曝气量可实现微藻生长状态的有效调控。

Description

一种多功能鲜藻培养装置

技术领域

本实用新型属于可食用微藻培养领域，具体涉及一种多功能鲜藻培养装置。

背景技术

微藻的生命体结构简单却营养丰富，含有植物蛋白、活性多糖、多种不饱和脂肪酸、抗氧化物质、抗紫外因子、微量元素等营养物质。因其具有抗氧化、抗衰老、增强机体免疫功能等多种有益效果，微藻被誉为新型“超级食物”。以螺旋藻为例，经研究发现，鲜食螺旋藻对人体不会造成不消化、不吸收的现象，同时，螺旋藻含有的多种营养成分符合人体代谢形式，极易为人体吸收利用；鲜食螺旋藻不会对人体的消化吸收造成障碍，且消化吸收率可达到95％以上。

螺旋藻等微藻含有丰富的藻蓝蛋白、多酚和类胡萝卜素等物质。虽然已有螺旋藻片等保健产品，但口感欠佳，价格、品质良莠不齐，且干燥工艺易导致螺旋藻营养流失严重。市面上的螺旋藻鲜藻培养多是在工厂大型设备中培养的，占据体积大、成本高、不方便、非专业人员难以操作，家用化难以实现。导致螺旋藻多以螺旋藻片、螺旋藻粉、螺旋藻干的形式出售，鲜活的螺旋藻经高温加工成干粉时，有约20％左右的藻细胞内活性物质会损失掉；同时生产加工的螺旋藻干粉若保存方法不当，其活性物质损失比率会更多，人们无法直接饮用新鲜的螺旋藻，这就降低了食用螺旋藻的功效。所以需要一种方便操作的鲜藻机来达到家用的目的。

专利CN 203923201U提供的一种家用鲜食螺旋藻养殖装置制作鲜藻饮品。装置包括进水管道、抽藻管道、采收泵、消毒装置以及检测装置。该设备放置在诸如阳台或者有阳光照射的位置，利用培养室以及相应配套装置使螺旋藻保持在良好好的生长状态，使用者可根据检测装置和采收泵在藻液浓度达到规定数值时采收到高质量的鲜活螺旋藻，其在使用过程中缺乏培养箱水位自动调节功能，无法实时调节培养箱内的水位。同时对于培养箱内的整体生长环境无法很好的控制调节。专利CN 1155691C提供的一种微藻养殖和鲜藻饮品制作一体化方法及专用设备，其特点是养殖、换水、采集、过滤、清洗及洗脱下载获得初级饮品在一套设备上完成。但其在微藻培养过程中因缺乏微藻状态检测功能，无法实时观测微藻培养过程中所受到的污染及衰败状态，其对培养箱内的通气并未对其进行净化和消毒处理，会导致培养的微藻受到不同程度的污染，使培育出的微藻无法达到饮用的要求。并且该专利设备在对微藻培养及获得鲜藻饮品的整个操作流程相对复杂，难以实现家庭化使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多功能鲜藻培养装置，旨在至少一定程度上克服现有普通鲜藻培养装置存在的上述不足。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种多功能鲜藻培养装置，其包括培养箱、清水箱、培养液储存箱、空气净化消毒模块和传感器模块，所述清水箱通过设有水泵一的管道一与所述培养箱连通，所述培养液储存箱通过设有水泵二的管道二与所述培养箱连通，所述空气净化消毒模块包括空气净化器，所述空气净化器的气体出口与置于所述培养箱内的曝气装置连通，所述传感器模块包括设于所述培养箱上的液位传感器和pH传感器，所述培养箱通过设有水泵三的管道三与鲜藻水出口及废藻水出口分别连通，所述管道一上设有与直饮水出口连通的直饮水支管。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述空气净化消毒模块还包括紫外消毒灯，所述紫外消毒灯用于对所述培养箱内的藻液进行辐照杀菌。

进一步，所述管道一上设有即热器，所述传感器模块还包括设于所述管道一及所述培养箱内的温度传感器，所述管道三上设有搅拌混匀机构。

进一步，所述搅拌混匀机构为破壁机。

进一步，所述管道三上还设有过滤器，经所述搅拌混匀机构送出的藻液经所述过滤器过滤后进入所述鲜藻水出口。

进一步，所述管道三位于所述过滤器后的管段上设有与所述培养箱连通的藻种回送支管。

进一步，所述管道三位于所述过滤器后的管段上设有水泵四，所述水泵四可将藻液向所述藻种回送支管泵送。

进一步，还包括藻液浓度调节支管，所述藻液浓度调节支管连通所述管道一和位于所述过滤器入口一侧的所述管道三。

进一步，还包括排气管、排气扇和电磁阀组，所述排气管与所述培养箱的顶部开口连通，所述排气扇设于所述排气管上以将所述培养箱内产生的富氧气体输送至室内，所述电磁阀组包括设于所述管道一、管道二、直饮水支管及管道三上的多个电磁阀，所述管道一、管道二和管道三上分别设有流量计。

进一步，所述培养箱、清水箱、培养液储存箱、空气净化消毒模块和传感器模块均封装于一壳体内，所述壳体外表面上设有显示屏，所述显示屏与所述空气净化消毒模块和传感器模块电连接。

与现有技术相比，本实用新型的技术效果和优点为：

1)传感器模块包括pH传感器和水位传感器，在进行鲜藻培养时可实时监测微藻培养箱内培养液的pH值。微藻培养过程常会受到外源微生物污染，影响微藻生长状态、营养价值和食用安全性，这一过程常伴随培养系统pH的异常波动。此外，当微藻生长进入衰亡期时，其培养液pH也会异常波动。因此，我们可以利用pH值波动来指示微藻状态，pH波动超过设定值时即可启动预警或人工及时干预，即该培养装置具有培养过程中污染和衰败指示功能，同时水位传感器可实时获知培养箱内的水位，从而实现水位自动调节；

2)空气净化消毒模块具有空气净化器，能够将空气过滤净化输送至培养箱内并通过曝气装置曝气量调节培养箱内的空气供给，空气净化消毒模块还包括紫外消毒灯，能够对培养箱内培养液辐照，达到有效杀菌抑菌的目的；

3)能够通过与空气净化器连通的曝气装置来调控通气量，通气量增加则提高培养箱内微藻培养时生物量增加速度，增加鲜藻制备量，实现了微藻生长状态自动调节；

4)通过破壁机和过滤器可使经鲜藻水出口排出的藻液中微藻更细碎均匀，前者可打散团结在一起的鲜藻，后者可将大颗粒及杂质去除，保证鲜藻水更细腻，提升饮用口感；

5)设置有藻种回送支管和藻液浓度调节支管，前者在必要时可向培养箱中回送藻液用作培养的藻种，后者通过将清水箱内的水与培养箱输出的鲜藻液按比例混合达到调节饮用鲜藻液浓度的目的。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种多功能鲜藻培养装置各部件的连接关系示意图；

图2为本实用新型提供的多功能鲜藻培养装置以柜体状呈现时的轴测图；

图3为图2所示的多功能鲜藻培养装置壳体内各部件及位置关系示意图；

图4为图2所示的多功能鲜藻培养装置的壳体轴测图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、培养箱；2、清水箱；3、培养液储存箱；4、水泵一；5、管道一；6、水泵二；7、管道二；8、空气净化器；9、曝气装置；10、液位传感器；11、pH传感器；12、水泵三；13、管道三；14、鲜藻水出口；15、废藻水出口；16、直饮水出口；17、直饮水支管；18、紫外消毒灯；19、即热器；20、温度传感器；21、破壁机；22、过滤器；23、藻种回送支管；24、水泵四；25、藻液浓度调节支管；26、电磁阀组；27、流量计；28、壳体；29、显示屏。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，若用到“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位的术语，其指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1至4所示，本实用新型提供一种多功能鲜藻培养装置，其包括培养箱1、清水箱2、培养液储存箱3、空气净化消毒模块和传感器模块，所述清水箱2通过设有水泵一4的管道一5与所述培养箱1连通，所述培养液储存箱3通过设有水泵二6的管道二7与所述培养箱1连通，所述空气净化消毒模块包括空气净化器8，所述空气净化器8的气体出口与置于所述培养箱1内的曝气装置9连通，所述传感器模块包括设于所述培养箱1上的液位传感器10和pH传感器11，所述培养箱1通过设有水泵三12的管道三13与鲜藻水出口14及废藻水出口15分别连通，所述管道一5上设有与直饮水出口16连通的直饮水支管17。

需要说明的是，培养箱在培育微藻的过程中，空气净化模块将外部空气吸入净化消毒后通过与内部连接的曝气装置输送至培养箱内，通过增加通气量来提高微藻生物量增加速度，还能使培养箱内的藻液充分混匀，提高鲜藻制备量，同时净化后的空气的输入也降低了培养箱内整体环境被污染的风险。传感器模块的连接及监测能及时的反应培养箱内的藻类培育的环境情况，利用pH值的波动来指示微藻的生长的状态，pH的波动值大于一定数值(比如波动与标准值绝对值差大于1.5时)后会启动传感器模块系统的自动报警功能，提示微藻此时的生长状态差，需及时调整。

另外本装置还能实现培养箱内水位的自动调节，传感器模块中的水位传感器(具体可以为红外传感器或其他常规水位传感器)，用于监测培养箱内的水位，当水位过低时，系统会自动通过补藻水管路系统为培养箱内加水，到达水位后自动停止，实现半自动化调节水位，达到连续不间断培养鲜藻的目的。培养液储存箱与培养箱连接，水泵二的作用为培养箱内添加培养液，通过管道二上的流量计控制流入的培养液的量。

在本实用新型的一个实施例中，所述空气净化消毒模块还包括紫外消毒灯18，所述紫外消毒灯18用于对所述培养箱1内的藻液进行辐照杀菌。

换言之，本装置同时还采用了外部紫外LED灯的照射，实时对培养箱内进行消毒处理，灭杀有害物质，双重措施保障培养箱内微藻的生长环境，降低微藻培育过程中被污染的风险。培养箱可以采用透紫外线的材料制备，以便设置于箱外的紫外线灯能够对箱内培养液进行照射。紫外线灯并不局限于设置于箱外，亦可直接设置于培养箱内。

在本实用新型的一个实施例中，所述管道一5上设有即热器19，所述传感器模块还包括设于所述管道一5及所述培养箱1内的温度传感器20，所述管道三13上设有搅拌混匀机构(搅拌混匀机构优选为破壁机21)。通过培养箱内的热敏电阻来实时监测培养箱内的温度，实时进行调节，以达到最佳的生长温度。

需要说明的是中，清水箱储存饮用水，起到直接作为饮用水源及为培养箱内补充水源的作用，清水箱连接有流量计、水泵、即热器、热敏电阻以及通过支管分别连接电磁阀，当需要直饮水时，打开直饮水口，通过水泵一的作用将清水箱内的饮用水抽出，此时直饮水支管处的电磁阀打开，水体通过直饮水孔流出提供饮水。管道一上的即热器以及热敏电阻用于水体的加热及温度的控制。

在本实用新型的一个实施例中，所述管道三13上还设有过滤器22，经所述搅拌混匀机构送出的藻液经所述过滤器22过滤后进入所述鲜藻水出口14。所述管道三13位于所述过滤器22后的管段上设有与所述培养箱1连通的藻种回送支管23。所述管道三13位于所述过滤器22后的管段上设有水泵四24，所述水泵四24可将藻液向所述藻种回送支管23泵送。该装置还包括藻液浓度调节支管25，所述藻液浓度调节支管25连通所述管道一5和位于所述过滤器22入口一侧的所述管道三13。

当鲜藻培育完成，需要饮用时，打开鲜藻水口，此时管道三上的电磁阀打开，水泵三抽取培养箱内的鲜藻液，经过破壁机，将鲜藻液充分的搅拌混合均匀，也能将部分团结在一起形成颗粒的鲜藻打散搅拌均匀，经过电磁阀流入过滤器中过滤，将大颗粒及杂质留在过滤器内，使流出的鲜藻水更细腻提升饮用口感，过滤器采用可更换的方式安装，便于拆卸清洗和更换。管道三上流量计L控制流速及流量。由于鲜藻的浓度不一，此时可打开电磁阀使清水箱内的饮用水进入过滤器，与鲜藻液相混合，改变其饮用浓度，调整后的鲜藻水最后经过鲜藻水处流出供直接饮用。在此过程中，如需保留一部分鲜藻液作为培养箱内的藻种，可以通过与过滤器相连接的藻种回送支管，在水泵四的抽取下流经该支管上电磁阀后回到培养箱内，用作培养的藻种。

在本实用新型的一个实施例中，还包括排气管、排气扇和电磁阀组26，所述排气管与所述培养箱1的顶部开口连通，所述排气扇设于所述排气管上以将所述培养箱1内产生的富氧气体输送至室内，所述电磁阀组26包括设于所述管道一5、管道二7、直饮水支管17及管道三13上的多个电磁阀，所述管道一5、管道二7和管道三13上分别设有流量计27。很多有益鲜藻在培育过程中会产生对人体有益的气体，例如螺旋藻在培养过程中能产生大量的氧气，因此可以在本装置的培养箱顶部设置向外的排气管道，排气管道上连接排气扇，如此，利用排气扇将培养箱内的氧气抽出外排到房间内，改善房间内的空气质量，形成一个天然的氧吧。同时为保证外部有害物质不进入培养箱，在培养箱内箱顶部设置过滤筛网，防止有害物质进入培养箱，影响藻液的培育质量。

需要说明的是，电磁阀组将图1中显示的各电磁阀集中补置于图2所示壳体内的特定区域，便于集中安装及控制管理。

在本实用新型的一个实施例中，所述培养箱1、清水箱2、培养液储存箱3、空气净化消毒模块和传感器模块均封装于一壳体28内，所述壳体28外表面上设有显示屏29，所述显示屏29与所述空气净化消毒模块和传感器模块电连接。壳体28前侧设有鲜藻水出口14、废藻水出口15、直饮水出口16，便于取用或排废。

需要说明的是，培养箱需要定期清理，清理的废藻水在水泵三的抽取下通过废藻水口排出，此时连接废藻水口的废藻水管路上的电磁阀打开，图1中过滤器前的电磁阀处于关闭状态，还可利用清水箱内为培养箱补充水的方式反复清洗培养箱，再由上述废藻水管路排出。

本装置的整体如图2至4所示，其具有类似于目前家用饮水机的整体外形，达到家用制备鲜藻的目的。其上部分包括显示屏、空气净化模块、消毒模块、培养箱、出水口等，下半部分包括电器模块(PLC)、清水箱，电磁阀组件以及水泵等。出水口包括直饮水、鲜藻水、废藻水三个出口。显示屏上包括基本的控制开关以及显示温度、水位、pH计的读数等。显示屏上pH的数值根据培养箱中pH计对鲜藻培养过程中实时监测，通过电气化模块收集传送至显示屏，能实时通过显示的pH值来了解培养箱中藻类的生长情况，当pH值的波动大于1.5时会触发系统的自动报警功能，以此提醒用户培养箱中此时藻类生长状态欠佳，需及时调整。采用电气化控制模块(PLC)作为核心控制器，并且与显示屏等各个部件形成闭环控制，来实现设备整体的智能运行。用电气模块PCL对设备整体运行进形控制调整，例如当水位低于绿色的接近开关(红外监测水位)，接近开关给PLC一个信号，PLC收到这个信号之后会根据之前编好的梯形图给控制水泵的继电器，继电器闭合，水泵开始工作，将清水箱内地水抽向培养箱，同时计时，到达设定时间后，继电器自动断开，水泵停止向培养箱内供水。整个系统的数据信息统一反馈至电器模块(PLC)，电气模块(PLC)将接收到的信息处理之后传输给各部件，以此来实现整个系统的运行。消毒系统设置在培养箱顶部两侧用于对培养像内部进行消毒。空气净化系统将净化后的空气冲入培养箱，对箱内鲜藻生长充分曝气、混匀加快生长。消毒系统和空气净化模块的使用，一方面提高了鲜藻的培养量，另一方面降低了鲜藻受污染的风险，为引用提供安全保障。为方便对培养箱内的藻类生长情况的观察，培养箱可采用透光材质制成的透明箱体，便于观察。同时在培养箱处，其设备的外壳处留有观察窗，观察窗单向透视，防止内部消毒用的紫外线向外逃逸。下部水泵主要为实现水体之间的流动提供动能。电磁阀一般选用球阀，通径选用内径10-15mm的管道，防止藻液在管道中火球阀处堵塞。接头处选用宝塔接头，方便安装与拆卸，同时弹性密封取代传统卡套接头采用的硬密封方式,密封效果更加理想，性能更加优越。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多功能鲜藻培养装置，其特征在于，包括培养箱(1)、清水箱(2)、培养液储存箱(3)、空气净化消毒模块和传感器模块，所述清水箱(2)通过设有水泵一(4)的管道一(5)与所述培养箱(1)连通，所述培养液储存箱(3)通过设有水泵二(6)的管道二(7)与所述培养箱(1)连通，所述空气净化消毒模块包括空气净化器(8)，所述空气净化器(8)的气体出口与置于所述培养箱(1)内的曝气装置(9)连通，所述传感器模块包括设于所述培养箱(1)上的液位传感器(10)和pH传感器(11)，所述培养箱(1)通过设有水泵三(12)的管道三(13)与鲜藻水出口(14)及废藻水出口(15)分别连通，所述管道一(5)上设有与直饮水出口(16)连通的直饮水支管(17)。

2.根据权利要求1所述的一种多功能鲜藻培养装置，其特征在于，所述空气净化消毒模块还包括紫外消毒灯(18)，所述紫外消毒灯(18)用于对所述培养箱(1)内的藻液进行辐照杀菌。

3.根据权利要求1所述的一种多功能鲜藻培养装置，其特征在于，所述管道一(5)上设有即热器(19)，所述传感器模块还包括设于所述管道一(5)及所述培养箱(1)内的温度传感器(20)，所述管道三(13)上设有搅拌混匀机构。

4.根据权利要求3所述的一种多功能鲜藻培养装置，其特征在于，所述搅拌混匀机构为破壁机(21)。

5.根据权利要求3所述的一种多功能鲜藻培养装置，其特征在于，所述管道三(13)上还设有过滤器(22)，经所述搅拌混匀机构送出的藻液经所述过滤器(22)过滤后进入所述鲜藻水出口(14)。

6.根据权利要求5所述的一种多功能鲜藻培养装置，其特征在于，所述管道三(13)位于所述过滤器(22)后的管段上设有与所述培养箱(1)连通的藻种回送支管(23)。

7.根据权利要求6所述的一种多功能鲜藻培养装置，其特征在于，所述管道三(13)位于所述过滤器(22)后的管段上设有水泵四(24)，所述水泵四(24)可将藻液向所述藻种回送支管(23)泵送。

8.根据权利要求5所述的一种多功能鲜藻培养装置，其特征在于，还包括藻液浓度调节支管(25)，所述藻液浓度调节支管(25)连通所述管道一(5)和位于所述过滤器(22)入口一侧的所述管道三(13)。

9.根据权利要求1至8任一项所述的一种多功能鲜藻培养装置，其特征在于，还包括排气管、排气扇和电磁阀组(26)，所述排气管与所述培养箱(1)的顶部开口连通，所述排气扇设于所述排气管上以将所述培养箱(1)内产生的富氧气体输送至室内，所述电磁阀组(26)包括设于所述管道一(5)、管道二(7)、直饮水支管(17)及管道三(13)上的多个电磁阀，所述管道一(5)、管道二(7)和管道三(13)上分别设有流量计(27)。

10.根据权利要求9所述的一种多功能鲜藻培养装置，其特征在于，所述培养箱(1)、清水箱(2)、培养液储存箱(3)、空气净化消毒模块和传感器模块均封装于一壳体(28)内，所述壳体(28)外表面上设有显示屏(29)，所述显示屏(29)与所述空气净化消毒模块和传感器模块电连接。