一种养殖紫菜的工厂化集成系统及技术方法与流程

本发明涉及一种养殖紫菜的工厂化集成系统及技术方法，属于农林牧渔行业，水产养殖技术领域，尤其是海水藻类养殖技术领域。

背景技术：

紫菜是红毛菜科紫菜属海洋藻类的统称，包括条斑紫菜、坛紫菜、甘紫菜、圆紫菜、边紫菜等众多品种，目前被广泛养殖的品种是条斑紫菜、坛紫菜、甘紫菜。

紫菜营养丰富，根据生长时间段的不同，每100g干紫菜的蛋白质含量在35-50％，多糖的含量25％左右，油脂含量3％左右，紫菜中的油脂成分主要是多不饱和脂肪酸。特别值得提起的是紫菜中还含有任何陆地植物中都不含有的一种特殊氨基酸---牛磺酸，在紫菜中牛磺酸的含量为1％左右，这个含量甚至高于很多海洋动物。

目前全世界养殖紫菜都是在开放海域进行，养殖方式是在树立于海水淤泥中的支柱上悬挂网子，或者在浮动于海水中的筏架上悬挂网子，或者在半浮动于海水中的筏架上悬挂网子进行养殖。

紫菜养殖季节是每年10月中下旬至来年4月中旬结束，由于气温变化，海水温度升高，4月中旬以后紫菜无法在自然环境中继续生长。近年来由于受海水温度异常、海水污染加重、紫菜苗种退化、养殖密度太大、海洋开发加剧等因素影响，紫菜产量和品质都呈现下降趋势。

特别是2016至2017养殖季节，我国紫菜养殖主产区盐城、南通两地由于海水污染严重、海洋开发活动加剧等因素使马尾藻爆发，导致两地紫菜绝收，损失约5亿多元。

目前紫菜养殖都在冬春季节进行，紫菜的生长、紫菜的品质，完全受自然环境因素控制，人工无法干预。而且冬季寒冷潮湿，养殖工人都在海面的小船上生产作业，劳动条件极其恶劣。

公开号为cn1893816a，公开日2007年1月10日，名称为“在陆基海水池中养殖紫菜和其他藻类的技术”发明专利，涉及陆地海水池进行育苗和养殖紫菜的概念，该专利申请的法律状态是“发明专利申请公布后的视为撤回”，法律状态生效日2010年8月18日。

公开号为cn106069714a，申请公布日2016年11月9日，名称为“一种自动化紫菜养殖系统”的发明专利，从权利请求书、说明书、说明书附图看，该专利申请要保护的应该是“具有液压系统能够自动升降的紫菜养殖架”。

本发明提供了一种由多系统集成的养殖紫菜的工厂化集成系统，并提供了直接的、完整的、毫无疑义的技术特征和技术方法。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有的在开放海域养殖紫菜过程中存在的缺陷，提供一种养殖紫菜的工厂化集成系统，并提供了相应的技术方法，使用该系统和该技术方法，就能够在不是开放海域的工厂化系统中养殖出紫菜，提高了紫菜的产量、提高了紫菜的品质，改善了工人的劳动条件，开创了一种不同于传统的紫菜及其他海洋藻类养殖的新方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种养殖紫菜的工厂化集成系统，该系统包括：

生产厂房，生产厂房是砖石混凝土结构，可以是钢结构混合结构，可以是钢架塑料薄膜大棚，可以是砖石混凝土大棚，可以是钢架玻璃大棚，可以是砖石混凝土玻璃大棚；是单个独体厂房也可以是连片厂房。

养殖池及养殖网子，养殖池由砖石混凝土砌成，可以用玻璃钢等高分子材料制成，可以由焊接成的金属框架内铺设高分子材料薄膜制成，养殖池的面积、数量与生产厂房的面积、数量相配套；网子由高分子材料网线联结而成。

光照系统，由照明灯、全光谱灯、紫外线灯、电动遮阳网组成。

空气流动系统，由风机组成，需要时在生产厂房中形成气流。

空气温湿度系统，由风机、电动保温帘组成。

养殖用水储存净化系统，由露天水池、栅栏过滤器、粗砂过滤器、细砂过滤器、全暗沉淀池、养殖用水储槽、紫外线灭菌器等设备组成。

养殖用水温度水流系统，由加温设备、制冷设备、水泵、管道组成。

养殖用水盐度及营养盐系统，由盐度调配池、营养盐配制器(碳酸盐配制器)、过滤器等设备组成。

养殖用水碳氧ph值系统，由二氧化碳钢瓶组、碳酸盐配制器(营养盐配制器)、氧气钢瓶组、鼓气机、在线ph值监测仪等设备组成。

以上九个系统，有的系统可以合并在一起，比如空气流动系统跟空气温度湿度系统；有的系统可以进一步细分，比如养殖用水碳氧ph值系统；在此列举为9个系统名称，是为了详细地说明，并不是仅仅为了将系统数量控制在9个。

为了实现在以上各系统集成的工厂化集成系统中养殖出紫菜来，就要使该集成系统稳定运行，使该集成系统稳定运行，就要采用下述具体技术参数及技术方法：

生产厂房：单个面积200m²以上，厂房为东西向排列，可以使厂房能最大程度接受自然光照；可以根据实施地点的土地面积大小因地制宜，用2个-50万个单体厂房联结在一起构成连片厂房。

养殖池及养殖网子：

a.养殖池单个尺寸，宽度1.8m-4.0m，长度10m-100m，高度为0.5m-1.2m；每个养殖池底部有排水阀门，每个养殖池首尾联结，联结形式是管道联结，通过管道进水。

b.养殖池内四周池壁设有耐海水腐蚀材料制成的挂钩，用于在生产中挂养殖网子；

c.网子由单根高分子材料制成网线联结而成，单根网线股数不限，总直径3mm-6mm，网目50mm-350mm，网子的尺寸与养殖池的宽度长度适应。

d.养殖池底部要铺设高分子材料反光膜，以使部分生长于网绳下面的被遮蔽住的紫菜获得良好的光照；

e.养殖池的进水高度距池顶10cm-20cm；

f.网子挂在距池顶10cm-20cm处；

g.控制网子每天有2h-4h的干出时间；

h.网子干出的方式采用降低养殖池水位的方法实现，而不依靠人工吊升或者机械升降的方式实现；

i.每当紫菜生长至长度15cm-20cm时采收一次，采收后留下5cm供继续生长到下次采收长度。

光照系统：

a.养殖期间采用自然光照周期；

b.光照时间不足12小时，开启全光谱灯补光；

c.控制养殖区域光照度在600-10000勒克斯范围内；

d.当光照度低于600勒克斯时开启全光谱灯补光；

e.当光照度高过10000勒克斯时开启电动遮阳网遮阳；

f.紫外线灯用于养殖池消毒和养殖用水消毒，需要时待天色全暗后开启1小时-2小时。

空气流动系统：生产厂房内设置2个以上风机，当温度过高或湿度过大时，可以开启风机调控，空气流速控制在0.3m/s-5.4m/s。

空气温湿度系统：

a.生产厂房内空气温度控制在8℃-30℃；

b.当生产厂房内温度低于8℃拉上电动保温帘保温，避免温度降低；

c.当生产厂房内温度高于30℃开动风机降温；

d.空气相对湿度保持在50％-90％，可以通过开动风机调节。

养殖用水储存净化系统：

a.从露天水池经水泵抽出的水，经过栅栏过滤器后进入粗筛网过滤器，栅栏过滤器使用14目筛网，粗筛网过滤器使用16目-500目筛网；

b.经过粗筛网过滤器后进入粗砂过滤器；

c.经粗砂过滤器后进入细砂过滤器；

d.经过细砂过滤器后，进入全暗沉淀池沉淀，沉淀3-7天备用；

e.经全暗沉淀3-7天的水，再经过另一个筛网过滤器过滤，筛网规格600目-2000目，过滤后可以直接进入系统作为养殖用水；

f.经全暗沉淀后的养殖用水，也可以根据水质情况加入金属离子螯合剂去除重金属后，经过600目-2000目筛网过滤，再进入系统使用；

g.经全暗沉淀后的养殖用水，也可以根据水质情况加入生物高分子聚合物螯合剂去除重金属后，经过600目-2000目筛网过滤，再进入系统使用；

h.经全暗沉淀或去除重金属后的养殖用水，还可以经过紫外线灭菌器以彻底去除杂藻和灭菌。

养殖用水温度水流系统：

a.养殖用水温度随着壳孢子附着于网子上至萌发至幼苗至大藻体，逐渐降低；

b.壳孢子萌发阶段水温控制在16℃-22℃适宜，18℃-21℃最适宜；

c.从肉眼可见幼苗(0.5mm-10mm)起水温控制在12℃-18℃适宜，14℃-16℃最适宜；

d.藻体长度达到10mm以上，温度控制在6℃-14℃适宜，7℃-12℃最适宜；

e.藻体长度达到10mm以上，也可以根据营养盐、光照、二氧化碳的综合状况，将养殖用水温度提高到16℃-21℃，以加快紫菜叶状体的生长，快速生长使紫菜品质有所降低，但能获得较高产量；

f.养殖用水的温度由加温设备或制冷设备集中控制，不是使用在单个养殖池中布设加热管或制冷管的方法控制；

g.养殖池内水流流速0.1m/s-0.5m/s适宜，0.1m/s-0.3m/s最适宜。

养殖用水盐度及营养盐系统：

a.养殖用水盐度20‰-36‰适宜，26‰-32‰最适宜；

b.盐度指氯化钠(nacl)含量；

c.盐度低于20‰时在盐度调配池加入原盐(固体颗粒状nacl)配置成浓盐水，经沉淀过滤后，泵入养殖用水系统；

d.盐度高于36‰时，泵入淡水；

e.养殖用水中总氮含量120mg/m³-500mg/m³，190mg/m³-260mg/m³最适宜；

f.养殖用水中总磷含量12mg/m³-190mg/m³；

g.养殖用水中生长调节剂三十烷醇(tria)含量0.01mg/l-1.0mg/l。

养殖用水碳氧ph值系统：

a.养殖区域二氧化碳(co2)含量300ppm-1000ppm，可以通过操控二氧化碳钢瓶组将钢瓶中的二氧化碳(co2)经过升温后释放到养殖区域，以气体形式供紫菜吸收利用；

b.可以将钢瓶中的二氧化碳经过升温后释放到养殖用水中，以水溶二氧化碳的形式供紫菜吸收利用；

c.可以在碳酸盐配制器(营养盐配制器)中加入碳酸氢铵(nh4hco3)或者碳酸氢钠(nahco3)，溶解后以碳酸氢根离子(hco3^-)的形式供紫菜吸收利用，以铵氮(nh4-n)形式作为营养盐补充到养殖用水中；

d.养殖用水中的溶解氧控制在5mg/l-12mg/l；

e.通过操控氧气钢瓶组将钢瓶中的氧气(o2)集中释放到养殖用水中提高溶解氧含量；

f.还可以通过开动增氧机、鼓气机对养殖用水集中曝气增加养殖用水溶解氧含量；

g.养殖用水ph值7.7-8.9适宜，7.9-8.2最适宜；

h.调控ph值采用补充新鲜养殖用水的方法进行，不为实现快速调节ph值，在养殖用水中加入任何无机酸类和碱类。

附图说明

图1为紫菜生活史；

图2为各系统示意图；

图3为流程示意图；

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明的技术方案做进一步详细阐述。

实施例：如图1所示，一种养殖紫菜的工厂化集成系统中“养殖紫菜”工作只涉及图中线段ab的左上部分，即“叶状体阶段”，而不涉及“育苗采苗阶段”；

如图2所示，为一种养殖紫菜的工厂化集成系统中各个系统名称；

如图3所示，启动水泵a1，从露天水池1中抽海水，送至栅栏过滤器2，过滤后进入粗筛网滤器3，过滤后进入粗砂过滤器4，过滤后进入细砂过滤器5，再进入全暗沉淀池6，沉淀7天备用；

7天后，启动水泵a2，从全暗沉淀池6抽水，开启阀门8a，使水进入除重金属工序8，除去重金属后进入细筛网过滤器7-1，开启阀门7-1a，使水进入紫外线灭菌器9，灭藻灭菌后进入养殖用水储槽10；本实施例中除去重金属的方式采用加入生物高分子聚合物螯合剂的方法，螯合剂为絮凝用甲壳素。

当养殖用水储槽10的水位达到90％时，停止进水，启动加温系统11，将水温控制在19℃±1℃；

同时开启盐度及营养盐系统13，将盐度控制在28‰，将氮含量控制在200mg/m³，将磷含量控制50mg/m³。

在加温系统和盐度及营养盐系统工作的同时，生产厂房b内的养殖池子c正在铺设反光膜和挂养殖网子d，养殖池子c长度50m，宽度1.8m，高度0.7m，面积90m²。

养殖网子d是用直径3mm的聚乙烯维纶混纺的网线编织成，网目规格150mm×150mm，长度49.5m，宽度1.7m。

养殖网子d已经在育苗厂里采苗完成，网子上已经附着了足够多的壳孢子；网子d挂在养殖池的55cm高度处。

养殖网子挂好后，开启阀门a3-a，开启水泵a3，向生产厂房b内的养殖池c进水，水位达到65cm时，再开启阀门7-2b，调整开度大小，使养殖池c的水位保持在60-65cm，实现养殖用水在养殖池储槽10和养殖池c之间不间断循环；

当养殖用水循环到第12小时时，调整阀门a3-a开度，降低养殖池c的水位至养殖网子d干露出水面，每天控制养殖网子干出一次；干出期间打开阀门7-2a和细筛网过滤器7-2，清理其中的碎紫菜和其他杂物，每3天清理一次。

养殖网子d干出2小时后，调整阀门a3-a开度，使养殖池c的水位上升并保持在60-65cm。

保持养殖池水位，持续监测养殖用水的温度、营养盐等参数。

到距离养殖池进水挂养殖网子14天时，养殖网子上出现肉眼可见的紫菜幼苗，长度0.5mm-1.0mm；

见到幼苗后，开启制冷系统12，将养殖用水温度降低到15℃±1℃；

见到幼苗，将养殖用水温度降低的同时，开启盐度及营养盐系统13，将盐度调整到28‰，将氮含量调整到200mg/m³，将磷含量调整到50mg/m³；隔1天开启空气流动系统15的风机通风1次。

经过9天时间，幼苗生长到长度10mm-30mm时，启动制冷系统，将养殖用水温度降低到9℃±1℃。9天期间内，持续监测养殖用水的温度、营养盐等参数，适时调整。

又经过12天时间，紫菜叶状体长度达到200mm，降低养殖池水位至网子和藻体露出水面，采收一次。

12天期间内，持续监测养殖用水的温度、营养盐、ph等参数，适时调整；

12天期间内，隔1天启动空气流动系统15的风机通风1次；

12天期间内，补充三十烷醇1次；

12天期间内，启动碳氧及ph系统14补充养殖用水中二氧化碳一次；

12天期间内，光照系统17的全频谱灯累计开启100小时补光，光照系统的遮阳网未开启；

12天期间内，空气温湿度系统16的电动保温帘未开启。

采收完毕，清扫生产厂房及养殖池，将采收过的养殖网子重新挂好，进水，养殖用水温度控制在9℃±1℃。经过10-12天采收第二次。

以上实施例子仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的保护范围，本发明的保护范围应该由各权利要求限定。