一種浮萍立體培養(yǎng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及生物領(lǐng)域，特別涉及一種浮萍立體培養(yǎng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]浮萍(Duckweed)是浮萍科(Lemnaceae)植物的統(tǒng)稱，是世界上最小的開花植物，共有5個(gè)屬37個(gè)種，其生長速度快，在理想條件下16小時(shí)就可以繁殖一代，其生物量積累是玉米的28倍;浮萍淀粉含量高，有些浮萍品種在特定條件下其淀粉含量可達(dá)到75%，浮萍淀粉很容易轉(zhuǎn)化為乙醇，有文獻(xiàn)報(bào)道浮萍的乙醇產(chǎn)率可達(dá)到6.42X103升/公頃，其乙醇產(chǎn)量較玉米高出50%;另外浮萍纖維素(?10%)和木質(zhì)素(~2%)含量較低，生產(chǎn)生物乙醇過程中其前期預(yù)處理更為簡單?；谝陨嫌悬c(diǎn)，浮萍被認(rèn)為是未來生物質(zhì)液體燃料最具發(fā)展?jié)摿Φ膽?zhàn)略性原料之一。
[0003]另外，浮萍氮磷耐受能力強(qiáng)，可直接利用污水中的氮磷快速生長，在污水治理方面具有廣闊的應(yīng)用前景。某些浮萍品種蛋白含量可達(dá)45%，歷來就作為家畜和魚的餌料。此外，其蛋白氨基酸含量全面，含有較多的賴氨酸和甲硫氨酸，接近動(dòng)物蛋白，在產(chǎn)品開發(fā)方面具有廣闊的市場前景，國外已有多家公司開發(fā)出浮萍產(chǎn)品，包括功能蛋白粉、休閑食品、膳食補(bǔ)充劑和寵物飼料等。
[0004]基于浮萍廣闊的應(yīng)用前景，世界上從事浮萍研究的實(shí)驗(yàn)室也越來越多，包括美國冷泉港實(shí)驗(yàn)室、日本京都大學(xué)、德國耶拿大學(xué)和美國羅格斯大學(xué)等。我國中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所、中國科學(xué)院成都生物研究所、北京大學(xué)、四川大學(xué)、中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院生物技術(shù)研究所等單位也在浮萍領(lǐng)域進(jìn)行了深入的研究。此外，我國自然科學(xué)基金委員會(huì)、科學(xué)技術(shù)部、農(nóng)業(yè)部、中國科學(xué)院等都對浮萍研究進(jìn)行了資助。
[0005]浮萍在生物能源、污水處理、動(dòng)物飼料和功能蛋白質(zhì)粉等方面具有廣闊的應(yīng)用前景，而如何高效的培養(yǎng)浮萍是浮萍產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的前提。目前浮萍培養(yǎng)都是以自然或者人工修建的淺池為主，浮萍漂浮在水面以上，導(dǎo)致不能充分的利用空間。另一方面浮萍具有弱光適應(yīng)性生長習(xí)性，弱光條件下浮萍依然具有較快的生長速率。充分考慮浮萍漂浮生長和弱光適應(yīng)性生長特性，設(shè)計(jì)新型的可充分利用空間和光能的浮萍立體培養(yǎng)裝置具有一定的創(chuàng)新性和廣闊的應(yīng)用價(jià)值。高效的浮萍立體培養(yǎng)裝置可以提高浮萍培養(yǎng)效率，進(jìn)一步推進(jìn)浮萍產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種浮萍立體培養(yǎng)裝置，它可以提高浮萍培養(yǎng)空間的利用率，降低浮萍培養(yǎng)的成本，提高浮萍培養(yǎng)效率和經(jīng)濟(jì)性。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的浮萍立體培養(yǎng)裝置，主要包括浮萍培養(yǎng)箱體和立體培養(yǎng)架。
[0008]所述立體培養(yǎng)架包括一層支撐板、多個(gè)支撐架和支撐立柱;所述支撐板用于放置蓄水箱;所述支撐架和支撐立柱用于存放浮萍培養(yǎng)箱體。
[0009]所述浮萍培養(yǎng)箱體設(shè)有進(jìn)水管，用于從蓄水箱體中添加或更換浮萍培養(yǎng)液。
[0010]較佳的，該浮萍立體培養(yǎng)裝置還包括一組LED光源，固定在第二層浮萍培養(yǎng)箱體下用于給第三層浮萍培養(yǎng)提供補(bǔ)充光照。LED光源，采用620?700 nm紅光，或450?500 nm藍(lán)光，或者上述波長的紅光和藍(lán)光的組合，光強(qiáng)可以在20?1000 μπιο? m—2 s—1之間，每天的光照時(shí)間可以為1?24小時(shí)。
[0011]較佳的，在第一層浮萍培養(yǎng)箱體設(shè)置導(dǎo)光筒，可以為第二層浮萍培養(yǎng)提供補(bǔ)充光照。
[0012]較佳的，該浮萍立體培養(yǎng)裝置還包括蓄水箱和水栗，用于為三層浮萍培養(yǎng)箱體提供浮萍培養(yǎng)液，可以使浮萍培養(yǎng)液在浮萍立體培養(yǎng)裝置內(nèi)部循環(huán)使用。
[0013]本發(fā)明的浮萍立體培養(yǎng)裝置，通過三層的浮萍培養(yǎng)實(shí)現(xiàn)了浮萍的高效培養(yǎng)，與目前常用的淺池浮萍培養(yǎng)相比，本發(fā)明的浮萍立體培養(yǎng)裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果；
(1)本發(fā)明充分利用浮萍漂浮水面生長和弱光適應(yīng)性生長特性，開發(fā)浮萍立體培養(yǎng)，本發(fā)明所涉及的立體培養(yǎng)裝置較淺池培養(yǎng)，培養(yǎng)效率提高兩倍以上。另外，本發(fā)明的浮萍培養(yǎng)裝置結(jié)構(gòu)簡單，且因具有較高的立體化拓展空間和空間利用率高，所以將該裝置用于浮萍的規(guī)模化培養(yǎng)，可大幅提高浮萍的整體產(chǎn)量；
(2 )本發(fā)明光源來源有兩個(gè):自然光源和LED光源，第一層浮萍培養(yǎng)采用自然光源，第二層利用散射光和導(dǎo)光筒導(dǎo)光，第三層主要依靠散射光和LED光源，兩個(gè)光源充分利用，可以實(shí)現(xiàn)單位面積浮萍生物質(zhì)產(chǎn)量的最大化；
(3)本發(fā)明所使用LED光源的波長、光強(qiáng)及光照時(shí)間可控，能夠適應(yīng)不同浮萍的生長要求，從而可以達(dá)到最佳的培養(yǎng)效果；
(4)本發(fā)明帶有水循環(huán)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)使用。
【附圖說明】
[0014]
圖1是本發(fā)明的實(shí)施例的浮萍立體培養(yǎng)裝置的縱向圖。
[0015]圖2是本發(fā)明的實(shí)施例的浮萍立體培養(yǎng)裝置的側(cè)面圖。
[0016]圖3是本發(fā)明的實(shí)施例的浮萍立體培養(yǎng)裝置的俯視圖。
[0017]圖中附圖標(biāo)記說明如下 1:水栗
2:浮萍培養(yǎng)箱體一 3:浮萍培養(yǎng)箱體二 4:浮萍培養(yǎng)箱體三 5:導(dǎo)光筒 6:立體培養(yǎng)架 7:蓄水箱體 8:進(jìn)水管 9:出水管 10:補(bǔ)光LED燈 11:支撐板。【具體實(shí)施方式】
[0018]
為對本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效有更具體的了解，現(xiàn)結(jié)合附圖，對本發(fā)明的實(shí)施方式詳述如下:
請參閱圖1所示，本實(shí)施例的浮萍立體培養(yǎng)裝置主要包括浮萍立體培養(yǎng)架和浮萍培養(yǎng)箱體兩部分，這兩部分均放置在室外;此外，還包括蓄水箱體7、支撐板11、導(dǎo)光筒5、進(jìn)水管
8、出水管9、水栗1、補(bǔ)光LED燈10等附屬設(shè)施。其中:
立體培養(yǎng)架6主要由支撐板11、支撐柱和多個(gè)支撐架組成，支撐架用于固定支撐柱。支撐板用于存放蓄水箱體7，三個(gè)浮萍培養(yǎng)箱體2，3和4置于支撐架上。第一層浮萍培養(yǎng)箱4直接利用直射太陽光進(jìn)行浮萍培養(yǎng)。另外，在第一層設(shè)置導(dǎo)光筒5將直射太陽光轉(zhuǎn)到第二層浮萍培養(yǎng)箱體3中，第二層浮萍培養(yǎng)箱體3還可以利用散射光進(jìn)行培養(yǎng)，第三層浮萍培養(yǎng)箱體2主要利用散射光和LED光源10提供補(bǔ)充光照。三個(gè)浮萍箱體均設(shè)有進(jìn)水管8和出水管9，進(jìn)水管8和出水管9都與支撐柱相連，支撐柱內(nèi)部中空，浮萍培養(yǎng)液可在連接進(jìn)水和出水管的支撐柱中流動(dòng)。利用水栗1將浮萍培養(yǎng)箱2，3，4和蓄水箱體7內(nèi)的浮萍培養(yǎng)液進(jìn)行循環(huán)，實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)使用。第二層的浮萍培養(yǎng)箱體3下面的支撐架與LED光源10連接，用于第三層浮萍培養(yǎng)箱體2補(bǔ)光。LED光源10的波長、光強(qiáng)及光照時(shí)間均可人工控制。浮萍補(bǔ)光LED光源10可以采用620?700 nm的紅光或者450?500 nm藍(lán)光，或者紅光和藍(lán)光的組合，本實(shí)施例浮萍補(bǔ)光采用680 nm波長的紅光LED，光強(qiáng)為50 μπιο? m—2 s—1，光照時(shí)間為每天光照16小時(shí)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.浮萍立體培養(yǎng)裝置，包括浮萍培養(yǎng)箱體，其特征在于，還包括立體培養(yǎng)架，浮萍多層培養(yǎng)箱體搭建在立體培養(yǎng)架上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮萍立體培養(yǎng)裝置，其特征在于，所述立體培養(yǎng)架包括一層支撐板、多個(gè)支撐架和支撐立柱;所述支撐板用于放置蓄水箱;所述支撐架和支撐立柱用于存放浮萍養(yǎng)殖箱體。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮萍立體培養(yǎng)裝置，其特征在于，所述浮萍培養(yǎng)箱體設(shè)有進(jìn)水管，用于從蓄水箱體中添加浮萍培養(yǎng)液。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮萍立體培養(yǎng)裝置，其特征在于，還包括一組LED光源，固定在第二層浮萍培養(yǎng)箱體下用于給第三層浮萍培養(yǎng)提供補(bǔ)充光照。5.LED光源，采用620?700nm紅光，或450?500 nm藍(lán)光，或者上述波長的紅光和藍(lán)光的組合，光強(qiáng)可以在2CK1000 μπιο? m—2 s—1之間，每天的光照時(shí)間可以為1?24小時(shí)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮萍立體培養(yǎng)裝置，其特征在于，在第一層浮萍培養(yǎng)箱體設(shè)置導(dǎo)光筒，可以為第二層浮萍培養(yǎng)提供補(bǔ)充光照。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮萍立體培養(yǎng)裝置，其特征在于，還包括蓄水箱和水栗，用于為三層浮萍培養(yǎng)箱體提供浮萍培養(yǎng)液，可以使浮萍培養(yǎng)液在浮萍立體培養(yǎng)裝置內(nèi)部循環(huán)使用。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮萍立體培養(yǎng)裝置，其特征在于，所述浮萍培養(yǎng)箱體和立體培養(yǎng)架放置于室外。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種浮萍高效立體培養(yǎng)裝置，主要包括浮萍培養(yǎng)箱體和立體培養(yǎng)架兩部分，浮萍培養(yǎng)箱體搭建在立體培養(yǎng)架上。本發(fā)明所涉及的浮萍立體培養(yǎng)裝置較常規(guī)培養(yǎng)，其培養(yǎng)效率提高兩倍以上。另外，本發(fā)明的浮萍培養(yǎng)裝置結(jié)構(gòu)簡單，且因具有較高的立體化拓展空間和空間利用率高，將該裝置用于浮萍的大規(guī)模培養(yǎng)，可大幅提高浮萍的整體產(chǎn)量。
【IPC分類】A01G7/04, A01G31/06, A01G31/02
【公開號(hào)】CN105454026
【申請?zhí)枴緾N201510797923
【發(fā)明人】周功克, 馬玉彬, 于昌江, 李森茂, 吳懷之
【申請人】中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年11月19日