TW201406283A - 水產養殖的殺菌裝置及其應用方法 - Google Patents

Abstract

一種水產養殖的殺菌裝置及其應用方法。殺菌裝置包括光源組件和設置在光源組件周邊的至少一組滅菌組件。利用生物的趨光性，使水中的微生物被光源組件吸引，聚集到滅菌組件內被殺滅從而淨化水體。借助生物的趨光性，使水中致病菌集中，再通過物理方法如金屬離子法、紫外線法或高壓電場脈衝法進行殺菌，在保證高效殺菌的同時儘量減小對水產養殖環境的影響。本發明提供的技術方案是一種低成本、高效率、安全和環保的殺菌裝置，特別適合於開闊水域中水產養殖的殺菌，可以方便，有效的控制水域中的微生物量，保證水產品的優質養殖環境。

Description

水產養殖的殺菌裝置及其應用方法

本發明是有關於一種水產養殖裝置，特別是指一種水產養殖的殺菌裝置及其在開闊水域水產養殖中的應用方法。

水產養殖的水體中存在著大量的細菌，這些細菌的大量生長繁殖會導致水產動物疾病的發生或流行。

傳統的水體消毒方法主要以下幾種：(1)投放消毒劑，但消毒劑均具有生物毒性，該生物毒性會殘留在水產品體內對人體健康造成危害；(2)通入臭氧殺菌，需配備臭氧發生器，並且需要在整個水體中使臭氧濃度達到一定濃度，殺菌成本過高，對整體養殖環境造成影響；(3)紫外線輻射殺菌，可覆蓋範圍小，效率過低。

水產養殖過程中，水體的細菌分散在整個水體中，範圍廣，分佈密度小，目前的殺菌方法均需會對整體養殖環境造成影響才能有效地殺菌，殺菌效率低，毒害大。對於在開闊水域中進行的水產養殖一般是通過化學方法來進行殺菌，對於環境危害嚴重。

因此，本發明之目的，即在提供一種用以解決上述殺菌方法存在的殺菌效率低，毒害大的缺陷和不足的水產養殖的殺菌裝置及其應用方法。

於是，本發明水產養殖的殺菌裝置，包括光源組件和設置在光源組件周邊的至少一組滅菌組件；利用生物的趨光性，使水中的微生物被光源組件吸引，聚集到滅菌組件內被殺滅，從而淨化水體。

進一步，所述光源組件包括透明管、設置在透明管空腔內的燈組和設置在透明管端位的絕緣套，所述透明管空腔內還可以容納控制器和其他電器元件等，所述絕緣套用於保護燈組和電器元件不進水不漏電。

進一步，所述燈組為LED燈組，LED燈組使用低壓電源，能耗低，體積小並且適合於易變的環境，穩定性強。

進一步，所述滅菌組件利用高壓脈衝電場或金屬離子滅菌法滅菌。金屬離子滅菌法是指在兩個相近的金屬上載入一定的電壓，當水流過兩個相近的金屬之間時，會產生一定的電流，金屬會釋放出一定量正離子。正離子在電場下在水中從一個金屬移動到另一個金屬。一般來說，正離子產生速度為0.05到39 ppm，水中正離子濃度取決於金屬之間的水流量。當電壓增加，會產生較多的正離子。當正離子在水中時，它處於一個自由狀態，並一直不停地尋找水中帶負電的物質，像細菌，寄生蟲等。因細菌，寄生蟲的表面膜層都是帶負電，水中的正離子很容易吸附在微生物的表面膜層上。由於吸附正離子微生物的表面膜層的滲透性會變得很差，使得已吸附正離子微生物無法正常吸收養分而導致死亡。

高壓脈衝電場滅菌法是將水流過兩個電極間產生的瞬 間高壓電場中，由於高壓電脈衝(HEEP)能破壞細菌的細胞膜，改變其通透性，從而殺死細胞。高壓脈衝電場的獲得有兩種方法。一種是利用LC振盪電路原理，先用高壓電源對一組電容器進行充電，將電容器與一個電感線圈及一處理室的電極相連，電容器放電時產生的高頻指數脈衝衰減波即在兩個電極上形成高壓脈衝電場。由於LC電路放電極快，在幾十至幾百微秒內即可以將電場能量釋放完畢，利用自動控制裝置，對LC振盪器電路進行連續的充電與放電，可以在幾十毫秒內完成滅菌過程。另一種是利用特定的高頻高壓變壓器來得到持續的高壓脈衝電場。

進一步，所述滅菌組件包括套在透明管外的正極隔離網和設置在正極隔離網外的負極隔離網，正極隔離網接正極，通電後，在正極隔離網與負極隔離網之間形成電場，集中在水中的微生物在電場中被殺滅。

進一步，所述正極隔離網的網格邊長或直徑d為0<d1mm，網狀設計便於透光，便於微生物趨光集中。

進一步，所述負極隔離網的網格邊長或直徑d為1<d3mm，用於阻隔非微生物進入電場。

進一步，所述殺菌裝置還包括設置在透明管四周的支杆，用於輔助支撐正極隔離網和負極隔離網，克服隔離網強度不夠的缺陷。

進一步，所述殺菌裝置還包括位於殺菌裝置端部的掛鉤，便於將殺菌裝置方便快捷地直接掛在一養殖網上。

本發明提供的殺菌裝置特別適用於開闊水域的水產養 殖的殺菌。

進一步，所述殺菌裝置的安裝密度為每1×102m²水域設置5至20個殺菌裝置。

本發明提供另一種水產養殖的殺菌裝置包括光源組件、水泵和至少一個滅菌組件。所述光源組件設置在水泵的一進水口周圍。所述水泵的一出水口與滅菌組件的一入口相通，所述滅菌組件的一出口與水體相通。光源組件將微生物吸引到水泵的進水口附近，水泵將富集微生物的水導入滅菌組件，經滅菌組件殺菌淨化後重新排入養殖水體。

進一步，所述光源組件的亮度選自20至100 lm。

進一步，所述光源組件為LED燈，LED燈使用低壓電源，能耗低，體積小並且適合於易變的環境，穩定性強，改變電流可以變色，能夠實現紅、黃、綠、藍、橙等多色發光，從而可以更有針對性的吸引微生物的集中。

進一步，所述光源組件與水泵進水口的直線距離為0.3至1m。

進一步，所述水泵的流量為1000至10000 gallon/hour。

進一步，所述滅菌組件的殺菌方法為物理殺菌方法，比如金屬離子滅菌法、紫外線滅菌法，或高壓脈衝電場滅菌法。

紫外線滅菌法是一種使用簡便的滅菌方法，且無藥劑殘留，效率高，速度快，並可被不同的表面反射，人工波長為253.7nm的紫外線有極大吸收值時，破壞細菌與病毒核酸(DNA)的生命遺傳物質，在分子內產生激烈的化學變 化使其無法繁殖。其中產生最重大的反應是核酸分子內的嘧啶(pyrimidine)鹽基形成二量體(dimer)。目前認為紫外線致死的主因在生成嘧啶二量體。另外，紫外線在核酸內也引起光水和反應、核酸與蛋白質相互作用時的光架橋反應，也存在某種影響。因核酸是承擔生命遺傳現象與所有重要生命機能的生命本質，一旦發生變化或是損傷，當然不利生命的延續，也因此紫外線能有效消滅水中細菌和病毒。

進一步，所述滅菌組件包括殼體、設置在殼體內的滅菌發生器、設置在殼體內水的流道，和設置在滅菌發生器的電路通道部分與流道之間的內絕緣蓋，所述內絕緣蓋用於阻隔水進入到電路通道部分，造成電路失靈或漏電，滅菌發生器在水流經流道的過程中滅菌。

進一步，所述的滅菌組件還包括設置在殼體端部的外絕緣蓋，所述外絕緣蓋在安裝調整過程中用於把持滅菌組件，避免金屬殼體漏電。

進一步，所述滅菌發生器為離子發生器、高壓脈衝發生器或紫外線發生器。

進一步，殺菌裝置的設置密度為每1000 m³設置1至2個殺菌裝置。

本發明之功效在於：借助生物的趨光性，使水中致病菌的集中，再通過物理方法進行滅菌。本發明提供的技術方案是一種低成本、高效率、安全和環保的殺菌裝置。該裝置特別適合用於開闊水域中水產養殖的殺菌，可以方便 ，有效的控制水域中的微生物量，保證水產品的優質養殖環境。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之二個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1及圖2，為本發明水產養殖的殺菌裝置的第一較佳實施例，該殺菌裝置包括光源組件1和兩個滅菌組件2。所述光源組件1包括透明玻璃管11、設置在透明玻璃管11空腔內的四個LED燈組12，和安裝在透明玻璃管11兩端的絕緣套13，所述LED燈組12可選用不同波長的光源，多波長光源可以有針對性的吸引不同趨光性的微生物聚集，絕緣套13保護了LED燈組12等電器元件不進水不漏電。

兩個滅菌組件2分別設置在透明玻璃管11的兩端，用於不同水層的滅菌，能根據需要可以調整滅菌組件2所處的水層深度，同時能根據不同水層的微生物的種類不同可以選用不同波長的LED燈進行誘引，針對性更強。

所述滅菌組件2包括管狀正極隔離網210、管狀負極隔離網220、固定件230和支杆240。所述正極隔離網210套在透明玻璃管11外，所述負極隔離網220套在正極隔離網210外，所述正極隔離網210的兩端和負極隔離網 220兩端透過固定件230固定在透明玻璃管11上的相應位置。支杆240兩端也連接在固定件230上，用於輔助支撐正極隔離網210和負極隔離網220，避免較大的衝擊力造成其變形。其中，負極隔離網220的網格直徑為3mm，正極隔離網210的網格直徑為0.5mm。該殺菌裝置還包括固定在兩端的掛鉤3。

在600平方公尺(30公尺X 20公尺，周長為100公尺)的一片開闊水域內設置50個殺菌裝置。接通電源後，水中的微生物在LED光源的吸引下自動聚集到殺菌裝置附近，正極隔離網210連接電源正極，接通高壓脈衝電源後，在正極隔離網210和負極隔離網220之間的夾層形成高壓脈衝電場，微生物穿過負極隔離網220進入電場，從而實現了集中滅菌過程，淨化了養殖環境。

參見圖3，為本發明水產養殖的殺菌裝置的第二較佳實施例，包括光源組件、水泵和第一滅菌組件、第二滅菌組件和第三滅菌組件。所述光源組件為亮度80 lm的LED燈，且設置在距離水泵進水口0.5 m處。水泵的出水口與第一滅菌組件的一入水口相通，串聯三個滅菌組件後，水流從第三滅菌組件的出水口流出；所述串聯連接是指水流依次通過多個滅菌組件，殺菌過程如圖3所示，並控制水泵流量為2500 gallon/hour。

需要指出的是上述第一滅菌組件，第二滅菌組件和第三滅菌組件還可以並聯連接；所述並聯連接是指水流同時通過多個滅菌組件。LED燈將微生物吸引到水泵進水口附 近，水泵將富集微生物的水導入滅菌組件，經滅菌組件殺菌淨化後重新排回養殖水體。在1200m³的水產養殖水體內設置1個上述殺菌裝置，完成該區域的水體淨化工作。

須強調的，上述第一滅菌組件、第二滅菌組件和第三滅菌組件，是選自金屬離子法滅菌組件、高壓脈衝電場滅菌組件，及紫外線滅菌組件中任一的滅菌組件。參閱圖4，為本發明提供的一種金屬離子法滅菌組件，該滅菌組件包括一不銹鋼材料製成的殼體21、設置殼體21兩端的漏斗型外絕緣蓋22、設置在殼體21中心位置的離子發生器23、流道24和內絕緣蓋25。所述離子發生器23包括電路通道231、接電彈簧232、內不銹鋼管233和電離材料234。流道24設置在殼體21與內不銹鋼管233之間，所述內不銹鋼管233的空腔為電路通道231，可以內置電源控制器或內置外接控制器的引線。所述電路通道321兩端利用內絕緣蓋25將電路通道231與流道24阻隔開來，電離材料234嵌在內不銹鋼管233上，內不銹鋼管233的外壁面透過接電彈簧232與電源正極相連。通電後，電離材料234與殼體21間形成電壓，當水通過一端的外絕緣蓋22進入流道24時，電離材料234會釋放出殺菌離子，從而殺滅水體中的微生物，最後水經另一端的外絕緣蓋22流出。

參閱圖5，為本發明提供的一種高壓脈衝電場滅菌組件，該高壓脈衝電場滅菌組件結構與圖4所示的金屬離子法滅菌組件類似，而其中的離子發生器23被高壓脈衝發生器26替代。所述高壓脈衝發生器26產生的高壓脈衝電場的 電場強度為15kv/cm~100 kv/cm，脈衝頻率為1kHz~100kHz，放電頻率為1kHz~20kHz。所述高壓脈衝發生器26包括電路通道261、接電彈簧262和內不銹鋼管263；流道24設置在殼體21與內不銹鋼管263之間。所述內不銹鋼管263的空腔為電路通道261，可以內置電源控制器或內置外接控制器的引線。所述電路通道261兩端利用內絕緣蓋25將電路通道261與流道24阻隔開來。內不銹鋼管263的外壁通過接電彈簧262與電源正極相連。通電後，內不銹鋼管263與殼體21間形成脈衝電壓，當水流通過一端的外絕緣蓋22進入流道24時，內不銹鋼管263與殼體21間形成一高壓脈衝電場，從而殺滅水體中的微生物，最後水經另一端的外絕緣蓋22流出。

參閱圖6，為本發明提供的一種紫外線滅菌組件，結構與圖4所示的金屬離子法滅菌組件類似，而其中離子發生器23由紫外線發生器27替換。所述紫外線發生器27包括紫外燈管271和透光管272。流道24設置在殼體21與透光管272之間，紫外燈管271設置在所述透光管272內，透光管272的兩端通過內絕緣蓋25密封，紫外燈管271發射的紫外光透過透光管272將流經流道24的水體內微生物殺滅。所述透光管272的材料可以為玻璃、透明樹脂等。

綜上所述，本發明借助生物的趨光性，利用光源組件1使水中致病菌的集中，再透過金屬離子法、高壓脈衝電場，或紫外線等物理方法進行滅菌，提供了一種低成本、高效率、安全和環保的殺菌裝置，可以方便，有效的控制 水域中的微生物量，保證水產品的優質養殖環境，特別適合用於開闊水域中水產養殖的殺菌。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧光源組件

11‧‧‧透明玻璃管

12‧‧‧LED燈組

13‧‧‧絕緣套

2‧‧‧滅菌組件

210‧‧‧正極隔離網

220‧‧‧負極隔離網

230‧‧‧固定件

240‧‧‧支杆

21‧‧‧殼體

22‧‧‧外絕緣蓋

23‧‧‧離子發生器

231‧‧‧電路通道

232‧‧‧接電彈簧

233‧‧‧內不銹鋼管

234‧‧‧電離材料

24‧‧‧流道

25‧‧‧內絕緣蓋

26‧‧‧高壓脈衝發生器

261‧‧‧電路通道

262‧‧‧接電彈簧

263‧‧‧內不銹鋼管

27‧‧‧紫外線發生器

271‧‧‧紫外燈管

272‧‧‧透光管

3‧‧‧掛鉤

圖1 是一本發明殺菌裝置之第一較佳實施例的結構示意圖；圖2 是一圖1的局部A的放大圖；圖3 是一本發明殺菌裝置之第二較佳實施例的結構示意圖；圖4 是一金屬離子法滅菌組件的剖視圖；圖5 是一高壓脈衝電場滅菌組件的剖視圖；及圖6 是一紫外線滅菌組件的剖視圖。

1‧‧‧光源組件

2‧‧‧滅菌組件

3‧‧‧掛鉤

Claims (18)

1. 一種水產養殖的殺菌裝置，包含一光源組件及設置在該光源組件周邊的至少一組滅菌組件。
2. 根據申請專利範圍第1項所述的水產養殖的殺菌裝置，其中，所述光源組件包括一透明管、一設置在該透明管空腔內的燈組，和一設置在該透明管端部的絕緣套。
3. 根據申請專利範圍第1項所述的水產養殖的殺菌裝置，其中，所述滅菌組件通過高壓脈衝電場或金屬離子滅菌法滅菌。
4. 根據申請專利範圍第3項所述的水產養殖的殺菌裝置，其中，所述滅菌組件包括一正極隔離網，和一設置在該正極隔離網外的負極隔離網；該正極隔離網連接一電源的正極，通電後，正極隔離網與負極隔離網之間形成一滅菌電場。
5. 根據申請專利範圍第4項所述的水產養殖的殺菌裝置，其中，所述負極隔離網的網格邊長或直徑d為0.1<d5mm。
6. 根據申請專利範圍第5項所述的水產養殖的殺菌裝置，其中，所述正極隔離網的網格邊長或直徑d為0<d5mm。。
7. 根據申請專利範圍第4項所述的水產養殖的殺菌裝置，其中，所述正極隔離網的網格邊長或直徑d為0<d5mm。
8. 根據申請專利範圍第1項所述的水產養殖的殺菌裝置，還包含一水泵；所述光源組件設置在該水泵的一進水口周圍 ；所述水泵的一出水口與該滅菌組件的一入口相通；所述滅菌組件的一出口與水體相通。
9. 根據申請專利範圍第8項所述的水產養殖的殺菌裝置，其中，該光源組件的亮度選自20至100 lm。。
10. 根據申請專利範圍第8項所述的水產養殖的殺菌裝置，其中，所述光源組件與該水泵一進水口的直線距離為0.1至1m。
11. 根據申請專利範圍第8項所述的水產養殖的殺菌裝置，其中，所述水泵的流量為1000至10000 gallon/hour。
12. 根據申請專利範圍第8項所述的水產養殖的殺菌裝置，包含2至5個滅菌組件。
13. 根據申請專利範圍第12項所述的水產養殖的殺菌裝置，其中，所述的2至5個滅菌組件為並聯連接或串聯連接。
14. 根據申請專利範圍第8項至第13項中任一項所述的水產養殖的殺菌裝置，其中，所述滅菌組件包括一殼體、一設置在該殼體內的滅菌發生器、一設置在該殼體內的水的流道，和設置在該滅菌發生器的一電路通道部分與該流道之間的一內絕緣蓋。
15. 根據申請專利範圍第14項所述的水產養殖的殺菌裝置，其中，所述滅菌發生器為離子發生器、高壓脈衝發生器或紫外線發生器。
16. 根據申請專利範圍第14項所述的水產養殖的殺菌裝置，還包含設置在該殼體端部的外絕緣蓋。
17. 一種水產養殖的殺菌裝置的應用方法，是將申請專利範圍 第1項至第7項中任一項所述的水產養殖的殺菌裝置用於開闊水域水產養殖的殺菌。
18. 根據申請專利範圍第17項所述的水產養殖的水產養殖的殺菌裝置的應用方法，其中，所述殺菌裝置的安裝密度為每100m²水域設置至少5個殺菌裝置。