本实用新型涉及微藻养殖技术领域，尤其涉及一种微藻固定化养殖设备。
背景技术：
微藻是一类在陆地、海洋分布广泛，营养丰富、光合利用度高的自养植物，细胞代谢产生的多糖、蛋白质、色素等，使其在食品、医药、基因工程、液体燃料等领域具有很好的开发前景。
目前，有很多企业采用水体养殖微藻，水体可采用开放式跑道池、封闭式或半封闭式反应器存储。其中，采用跑道池进行养殖，因阳光只能射入藻液表层几厘米，下部的藻液几乎不能进行光合作用，导致养殖产量较差；若封闭式或半封闭式反应器进行养殖，反应器中部和底部所受藻液压强较大，且反应器需要良好的透光性，导致反应器制造成本和供气能耗较高。因此，业界上又出现了一种微藻固定化养殖的方式。
现有技术中微藻固定化养殖是指光生物细胞固定/附着在培养载体的表面(或内部)，通过布水装置向细胞持续供给营养液而使细胞分裂繁殖。其中，培养载体包括多个养殖面，布水装置包括多个喷头(或布水管)和控制阀件，每个养殖面上设置有一个喷头，控制阀件用于控制多个喷头的出水量一致。因养殖面的数量较多，导致布水装置的管路复杂，且需要较多的控制阀件，导致成本较高。
技术实现要素：
本实用新型的实施例提供一种微藻固定化养殖设备，可简化现有技术中布水装置的结构并降低成本。
为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：
一种微藻固定化养殖设备，包括支架，所述支架上设有培养载体和设置在培养载体上方的布水装置，所述布水装置包括至少一个喷头和传动组件，所述喷头设置在所述传动组件上，且喷头的出水孔朝向所述培养载体，用于为所述培养载体上的微藻喷淋供给营养液，所述传动组件能够带动所述喷头沿所述培养载体的长度方向往复移动。
进一步地，所述传动组件包括设置在所述支架上的两个滑轮、以及绕设在两个所述滑轮上环状的牵引绳，两个所述滑轮分别位于所述培养载体的长度方向两端，所述滑轮与电机传动连接，所述喷头固定于所述牵引绳上。
进一步地，还包括用于为所述喷头提供营养液的供液装置，所述供液装置包括供液管道、给水泵和和储液器，所述供液管道的一端与所述储液器连接，另一端与所述喷头连接，所述给水泵连接在所述供液管道上。
进一步地，还包括湿度检测装置，所述湿度检测装置设置于所述培养载体上与所述喷头的初始位置相对应。
进一步地，还包括主控制器和副控制器，所述主控制器与所述湿度检测装置、所述副控制器、所述给水泵的电源电连接，所述副控制器与所述电机的电源电连接。
进一步地，所述喷头有多个，多个所述喷头沿所述培养载体的长度方向均匀间隔分布。
进一步地，所述培养载体的正下方设有盛液池，所述盛液池与所述储液器连通，所述盛液池用于收集从所述培养载体上滴落的营养液，并将其导入至所述储液器内。
进一步地，所述盛液池与所述培养载体均水平设置，且所述培养载体在所述盛液池所在平面的投影位于所述盛液池内。
进一步地，所述供液管道的中部固定于所述支架上，且从所述支架到所述喷头之间的部分所述供液管道的长度小于或等于所述培养载体的长度。
进一步地，从所述支架到所述喷头之间的部分所述供液管道为螺旋软管。
本实用新型实施例提供的微藻固定化养殖设备，包括支架，支架上设置培养载体和布水装置，布水装置包括一个或多个喷头、以及传动组件，通过传动组件带动喷头沿培养载体的长度方向往复移动，即可实现对培养载体上的微藻喷淋供给营养液。因此，本实新型实施例中可仅采用一个或少量几个喷头，且不需或需要少量的控制阀件，即可实现营养液的供给，设备中的连接管路简单，故布水装置的控制结构较简单，且成本较低。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例中实施例1微藻固定化养殖设备的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中实施例2微藻固定化养殖设备的结构示意图。
附图标号：
1—支架，2—培养载体，21—养殖面，3—布水装置，31—喷头，32—传动组件，321—滑轮，322—牵引绳，4—供液装置，41—储液器；42—供液管道，421—螺旋管道，43—给水泵，5—湿度检测装置，6—控制箱，7—盛液池。
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，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等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。
参照图1，本实用新型实施例中微藻固定化养殖设备，包括支架1，支架1上设有培养载体2和布水装置3，该布水装置3设置在培养载体2的上方，包括喷头31、以及传动组件32，该喷头31用于为培养载体2上的微藻喷淋营养液，且喷头31的数量可为一个或多个。该喷头31设置在传动组件32上，传动组件32能够带动喷头31沿培养载体2的长度方向往复移动。可选地，培养载体2由多个首尾连接、呈V型的养殖面21组成，且在养殖面21的向阳面进行微藻附着养殖，每个养殖面的拐角处与相邻养殖面的拐角处的间距的取值范围为5～20cm。
本实用新型实施例提供的微藻固定化养殖设备，包括支架1，支架1上设置培养载体2和布水装置3，布水装置3包括一个或多个喷头31、以及传动组件32，通过传动组件32带动喷头31沿培养载体2的长度方向往复移动，即可实现对培养载体2上的微藻喷淋供给营养液。因此，本实新型实施例中可仅采用一个或少量几个喷头31，且不需或需要少量的控制阀件，即可实现营养液的供给，设备中的连接管路简单，故布水装置3的控制结构较简单，且成本较低。
可选地，传动组件32包括与喷头31连接的丝杠，培养载体2上设置沿培养载体2的长度方向延伸的导向装置，喷头31与导向装置(如导杆或导向槽)可移动连接，通过丝杠可带动该喷头31沿导向装置移动；或该传动装置32包括设置在支架1上的两个滑轮321，以及绕设在两个滑轮321上环状的牵引绳322，两个滑轮321分别位于培养载体2的长度方向的两端，任一滑轮321与电机传动连接，该喷头31固定在牵引绳322上。优选地，本实用新型实施例采用后者的技术方案，结构简单，且安装方便。此外，上述的电机可采用伺服电机，也可采用步进电机。
为了能够使养殖面21上均匀布液，优选地，将传动装置32设置于培养载体2宽度方向上的中间位置，即喷头31位于培养载体2宽度方向上的中间位置，而喷头31的高度可根据养殖面21的宽度来设定，以使养殖面21宽度方向上均能够接收到喷淋的培养液。
进一步地，本实用新型实施例的微藻固定化养殖设备还包括用于为喷头31提供营养液的供液装置4，该供液装置4包括储液器41和供液管道42，供液管道42的一端与储液器41连接，另一端与喷头31连接，储液器41中营养液可经供液管道42进入喷头31内。
可选地，喷头31出水的水压不宜过大，以避免养殖面21上附着的微藻被冲刷脱落，喷头31出水的水压不宜过小，以避免不能给微藻补充营养液。因此，供液管道42上还包括压力表和流量调节阀等阀件，以控制并调节喷头31的喷液量，尤其是当喷头31为多个时，需要在各个管路上设置控制阀件(如流量调节阀)。
可选地，供液装置4为喷头31提供营养液的实现方案可采用在供液管道42中设置开闭阀，且储液器41的安装位置高于喷头31，打开开闭阀，在重力作用下储液器41中的营养液可下落至喷头31；或者在供液管道42上连接给水泵43，通过给水泵43将储液器41中的营养液抽至喷头31中。优选地，本实用新型实施例采用后者的技术方案，营养液的供给控制更方便，且营养液供给较充足。
为了及时给培养载体2上的微藻供给营养液，本实用新型实施例还包括湿度检测装置5，该湿度检测装置5设置在培养载体2上，通过湿度检测装置5检测培养载体上微藻的湿度值，当检测值小于预设值时，可打开供液装置4，开始喷淋营养液。可选地，上述的湿度检测装置5可为湿度探头或湿度传感器。
可选地，湿度检测装置5可设置于培养载体2上的各个位置。当湿度检测装置5与喷头31的初始位置相对设置时，若在上一次喷头31循环移动中，喷头31给培养载体2已经喷淋了足够的营养液，在喷头31在从初始位置开始进行下一次循环移动时，湿度检测装置5可立即检测到培养载体2的湿度值过大，则控制供液装置4停止供液；当湿度检测装置5设置于培养载体2上的其他位置时，在喷头31开始下一次循环移动后，喷头31需要移动至湿度检测装置5处的养殖面上，湿度检测装置5才能检测培养载体2的湿度值过大，即培养载体2上从与喷头31初始位置相对的养殖面到湿度检测装置5处的所在养殖面喷淋了多余的营养液后，不仅浪费了营养液，而且不利于微藻的生长繁殖。因此，优选地，本实用新型实施例中湿度检测装置5设置在培养载体2上，且与喷头31的初始位置相对应，每个养殖面21上的微藻处于一定的湿度范围内，既保证了微藻的正常生长，还达到了节约营养液的效果。此外，根据湿度检测装置5所检测到的养殖面21上的湿度值来对养殖面21进行营养液供给，从而实现营养液的按需供给。
基于上述实施例，本实用新型实施例中微藻固定化养殖设备还包括控制器，该控制器分别与湿度检测装置5、布水装置3、供液装置4电连接。当湿度检测装置5检测到的湿度值小于第一设定值时，控制器控制传动组件32带动喷头31沿培养载体2的长度方向移动，并控制供液装置4为喷头31输送营养液；当湿度检测装置5检测到的湿度值大于第二设定值时，控制器控制供液装置4停止供液，并控制传动组件32回到初始位置后关机，其中，第二设定值大于第一设定值。因此，本实用新型实施例中的微藻固定化养殖设备能够对培养载体2上的微藻及时供给营养液，可使养殖产量较高。此外，上述的控制器安装在图2中的控制箱6内。
可选地，控制器包括主控制器和副控制器，主控制器与湿度检测装置5、副控制器、给水泵43的电源电连接，副控制器与电机的电源电连接，主控制器用于控制营养液的供给，副控制器用于控制电机带动喷头的移动速度和方向。
若培养载体2的长度较长，仅设置一个喷头31进行喷淋，喷淋所需时间长，且营养液不能得到及时补充。因此，优选地，本实用新型实施例中的喷头31有多个，多个喷头31沿培养载体2的长度方向均匀间隔分布，不仅可以使每个养殖面均能及时供给充足的营养液，而且喷淋效率较高。
进一步地，培养载体2的正下方设置有盛液池7，盛液池7与储液器41连通，盛液池7能够收集从培养载体2上滴落的营养液，并将其导入储液器41内，即将未被微藻吸收的营养液回收至储液器41内，避免营养液的浪费。可选地，在盛液池7上设置排水口，且排水口高于储液器41内营养液的液面，或在连接盛液池7和储液器41的管道上设置排水泵。
此外，优选地，盛液池7和培养载体2平行设置，且培养载体2在盛液池7所在平面的投影位于盛液池7内，即培养载体2上的营养液均可滴入盛液池7内，以避免浪费。
为了避免喷头31移动时牵动整个供液管道42移动，本实用新型实施例将供液管道42的中部固定在支架1上，且支架1到喷头31之间的部分供液管道42的长度小于或等于培养载体2的长度，即若喷头31为一个，喷头31的最大位移需等于培养载体2的长度，则预留的从支架1到喷头31之间的部分供液管道等于培养载体2的长度；若喷头31为多个，部分喷头(指初始位置靠近支架1上固定供液管道位置处的喷头)的最大位移可小于培养载体2的长度，则这部分喷头到支架1之间的供液管道的长度小于培养载体2的长度。此外，将控制阀部件均设置在支架1与储液器41之间的供液管道内，从而避免喷头31移动带动供液管道移动，而导致管道与阀件或给水泵43脱开等问题。
参照图1～2，储液器41水平放置在地面上，若供液管道42均采用直线软管，则喷头31移动时，部分管道可能会堆积在培养载体2的上方，使得被遮挡的微藻不能获得充足的营养液。因此，优选地，从支架1至喷头31之间的部分供液管道42采用螺旋软管421，以避免管道影响营养液的喷淋。可选地，螺旋管设置在牵引绳322外，可也套设在牵引绳322上。
以下列出了两个具体的微藻固定化养殖设备。
实施例1
参照图1，本实施例微藻固定化养殖设备包括支架1，支架1上设置培养载体2和布水装置3，培养载体2具有多个养殖面21，支架1的下方设置有盛液池7。该布水装置3包括设置在培养载体2上方的两个滑轮321，以及绕设在滑轮321上环状的牵引绳322，滑轮321通过电机驱动，在牵引绳322上固定有一个喷头31，喷头31通过供液管道42与供液器连接，供液管道42的中部固定在支架1上，从支架1到喷头31的部分供液管道42为螺旋软管421，从支架1到储液器41之间的部分供液管道42上连接有给水泵43，连接给水泵43和喷头的供液管道42上包括压力表和流量调节阀(图中未示出)，以调节和控制喷头流量。盛液池7与储液器41连通，且盛液池7位于储液器41的上方，盛液池7和培养载体2均水平设置，且培养载体2在盛液池7所在平面的投影位于盛液池7内。
具体地，培养载体2的长度为21m，养殖面21的长度为18m，牵引绳322采用直径为8mm的粗钢丝绳，滑轮321的内径为5cm，喷头31的起始点位于距离养殖面21长度方向一端的1.06m处，从支架1到喷头31的部分供液管道42采用直径为1cm的螺旋塑料软管，电机采用步进电机，将步进电机设置为每转580转后反向旋转。
开启电机和给水泵43的电源，喷头31开始喷洒培养基，滑轮321在电机的带动下开始转动，同时牵引绳322带动喷头31沿培养载体2的长度方向移动；当电机转动580转时，喷头31到达培养载体2的另一端，此时电机反向旋转，喷头31朝与之前相反的方向移动，同时喷淋营养液，如此往复进行营养液的补充。喷淋在养殖面21多余的营养液可滴落至盛液池7中，当盛液池7中的营养液达到一定的量时，盛液池7中的营养液可流入储液器41内。
实施例2
参照图2，本实施例微藻固定化养殖设备包括支架1，支架1上设置培养载体2和布水装置3，培养载体2具有多个养殖面21，且安装有湿度探头，支架1的下方设置盛液池7。该布水装置3包括设置在培养载体2上方的两个滑轮321，以及绕设在滑轮321上环状的牵引绳322，滑轮321通过电机驱动，在牵引绳322上固定有两个喷头31(图中仅示出一个喷头)，两个喷头31均通过供液管道42与储液器41连接，且两个喷头31之间具有一定间隙。该供液管道42的中部固定在支架1上，从支架1到喷头31的部分供液管道42为螺旋软管421，从支架1到储液器41之间的部分供液管道42上连接有给水泵43，连接给水泵43和喷头的供液管道42上包括压力表和流量调节阀(图中未示出)，以调节和控制喷头流量。盛液池7与储液器41连通，且盛液池7位于储液器41的上方，盛液池7与培养载体2均水平设置，且培养载体2在盛液池7所在平面的投影位于盛液池7内。还包括控制箱6，控制箱6内包括控制器，控制器分别与电机电源、给水泵43的电源以及湿度探头电连接。
具体地，培养载体2的长度为30m，养殖面21的长度为25m，牵引绳322采用直径为8mm的粗钢丝绳，滑轮321的内径为5cm，第一喷头31的起始点位于距离养殖面21长度方向一端0.6m处，湿度探头位于靠近第一喷头31最近的一个养殖面21上。从支架1到喷头31的部分供液管道42采用直径为1cm的螺旋塑料软管，电机采用步进电机，将步进电机设置为每转800转后反向旋转，控制器为PLC控制器，设置湿度探头的第一设定值为70％，第二设定值为90％。
当湿度探头所探测湿度低于70％时，湿度探头向PLC控制器反馈信号，PLC控制器控制步进电机和给水泵43启动，开启给水泵43电源使给水泵43开始运转，使喷头31组开始喷水，同时步进电机开始运转并带动滑轮321转动，钢丝绳移动并带着喷水状态的两个喷头31移动。
当步进电机转动800转时，两个喷头31各自到达设定位置，此时电机反向旋转，两个喷头31朝与之前相反的方向移动且喷淋营养液，如此往复进行。
当湿度探头所探测湿度高于90％时，湿度探头向PLC控制器传入信号，PLC控制器先控制给水泵43关闭，使给水泵43停止运转，同时喷头31停止喷水；控制器控制步进电机回到初始位置后，控制电机关闭，电机停止运转，使得滑轮321组停止转动，从而喷水状态的两个喷头31也停止运动。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。