專利名稱：高生長(zhǎng)率的浮游水生物種的培育、收獲及加工的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及培育并加工諸如藻類、水生物種之類的小型水生光合生物，所述小型水生光合生物包括小型水生植物浮游水生物種(例如，浮萍)。
背景技術(shù)：
浮萍科(Lemnaceae)是顯花植物家族，由于該家族包括浮萍或水扁豆，也被稱為浮萍家族。浮萍包括紫萍屬(Spirodela)、少根紫萍屬(Landoltia)、浮萍屬(Lemna)、蕪萍屬(WolfTia)和扁平無根萍屬(Wolfiella)。浮萍是生長(zhǎng)快、蛋白產(chǎn)量高、色素含量高的單子葉植物并且歸類為大型水生植物。全世界有超過四十種浮萍，但發(fā)現(xiàn)在熱帶地區(qū)的溫和氣候環(huán)境中浮萍最豐富。當(dāng)遇到低于約二十?dāng)z氏度的溫度時(shí)，浮萍類植物形成一個(gè)叫做具鱗根出條(turion)的非漂浮結(jié)構(gòu)，沉入池底并保持休眠直到環(huán)境轉(zhuǎn)暖。浮萍是水禽的重要食物來源，并且在東南亞的一些地區(qū)浮萍為人類所食用。此外， 浮萍還為諸如蛙、魚之類的許多水生物種提供保護(hù)，同時(shí)通過吸收過量的礦物營養(yǎng)物，尤其是氮和磷，幫助生物修復(fù)水生物種的天然環(huán)境。浮萍在污物或動(dòng)物排泄物上生長(zhǎng)，所述動(dòng)物排泄物通常不含有毒污染物，并且浮萍可喂養(yǎng)魚或牲畜，或者作為肥料播撒于農(nóng)田。但是， 待用于人或動(dòng)物食用的浮萍包含凈水保持期，以確保生物質(zhì)不含經(jīng)水傳播的病原體。本申請(qǐng)中浮萍(duckweed)與浮萍屬(Iemna)互換使用。

發(fā)明內(nèi)容
一些實(shí)施方式包括培育浮游水生物種的方法，所述方法包括由水源提供水，所述水基本不含有毒重金屬；提供光；在含有所述水的隔離區(qū)內(nèi)培育至少一種水生物種；以及收獲所述水生物種。所述水生物種可為浮萍。所述收獲步驟可在所述水生物種密度處于最佳收獲密度時(shí)完成。所述水可為淡水、微咸水或咸水。在微咸水或咸水的實(shí)施方式中，所述浮游水生物種可為鹽耐受物種。收獲的水生作物可被加工以提取蛋白和/或生物質(zhì)可用來發(fā)酵為酒精，高溫分解為高價(jià)值燃料或燃燒獲取能量。本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式提供培育水生物種的設(shè)備，所述設(shè)備包括容器，推進(jìn)裝置以及自動(dòng)收獲系統(tǒng)，所述容器被配置成容納充足的培育基質(zhì)中的水生物種以使得所述水生物種正常生長(zhǎng)，其中，所述容器具有使得培育基質(zhì)在連續(xù)回路中流動(dòng)的結(jié)構(gòu)；所述推進(jìn)裝置被配置成對(duì)培育基質(zhì)施加足夠的力以使其運(yùn)動(dòng)；所述自動(dòng)收獲系統(tǒng)被配置成可不停止所述水生物種的運(yùn)動(dòng)而收獲所述水生物種。本發(fā)明的另一實(shí)施方式提供用于培育水生物種的設(shè)備，所述設(shè)備包括容器，風(fēng)障裝置和自動(dòng)收獲系統(tǒng)，所述容器被配置成容納充足的培育基質(zhì)中的水生物種以使得所述水生物種正常生長(zhǎng)，其中，所述容器由分隔件分隔為生長(zhǎng)隔間；所述風(fēng)障裝置安裝在至少一些分隔件上，并且所述風(fēng)障裝置被配置成減小由風(fēng)施加在所述水生物種上的力；所述自動(dòng)收獲系統(tǒng)被配置成收獲所述水生物種。在任一實(shí)施方式的附加方面，所述容器被配置成使得環(huán)境光線照射到所述水生物種。在任一實(shí)施方式的附加方面，所述容器在其頂部開口。在任一實(shí)施方式的附加方面，所述水生物種選自以下屬紫萍屬(Spirodela)、少根紫萍屬(Landoltia)、浮萍屬(Lemna)、蕪萍屬(Wolffia)和扁平無根萍屬(Wolfiella)。另一方面，所述水生物種是浮萍。在任一實(shí)施方式的附加方面，所述容器被配置成使得所述培育基質(zhì)的深度為大約 IOcm至大約50cm。在任一實(shí)施方式的附加方面，所述容器包括帶塑料襯里的池。在前述實(shí)施方式的附加方面，所述容器包括外周壁，并且，所述設(shè)備還包括風(fēng)障裝置，所述風(fēng)障裝置安裝在至少一些外周壁上，并且所述風(fēng)障裝置被配置成減小由風(fēng)施加在所述水生物種上的力。另--方面，所述風(fēng)障裝置包括高度為約50cm至IOOcm的網(wǎng)狀幕簾。
另--方面，所述網(wǎng)狀幕簾的高度為70cm至80cm。
另--方面，所述幕簾包括編織的塑料。
另--方面，所述推進(jìn)裝置選自槳輪和噴射泵。
另--方面，所述推進(jìn)裝置是槳輪，并且所述設(shè)備還包括控制裝置，所述控制裝置被
配置成控制所述推進(jìn)裝置的旋轉(zhuǎn)速度為約Orpm至約2rpm。另一方面，水生物種以0. Olm/s至0. 10m/s的速度運(yùn)動(dòng)。另一方面，所述收獲系統(tǒng)包括傳送帶，所述傳送帶被配置成可移入所述培育基質(zhì)內(nèi)，由此，將一部分水生物種從所述容器中運(yùn)出。另一方面，所述收獲系統(tǒng)包括表面撇取器裝置。另一方面，所述收獲系統(tǒng)包括將所述培育基質(zhì)回收至所述容器的裝置。另一方面，所述設(shè)備還包括傳感器，所述傳感器被配置成監(jiān)測(cè)所述培育基質(zhì)內(nèi)的物理值并且當(dāng)所述物理值在預(yù)設(shè)參數(shù)范圍之外時(shí)指示進(jìn)行作業(yè)。另一方面，所述設(shè)備還包括與所述容器流體連通的營養(yǎng)箱，其中，所述物理值是所述培育基質(zhì)內(nèi)的養(yǎng)分水平，且所進(jìn)行的作業(yè)是把養(yǎng)分分配到所述培育基質(zhì)中。另一方面，所述養(yǎng)分選自氮、磷、鉀、二氧化碳和微量營養(yǎng)素。另一方面，所述物理值是pH值，并且所進(jìn)行的作業(yè)是把堿性鹽添加到所述培育基質(zhì)中。另一方面，所述設(shè)備還包括噴灑系統(tǒng)，所述噴灑系統(tǒng)被配置成橫跨所述容器的寬度方向施用水性溶液噴霧。另一方面，所述設(shè)備還包括傳感器，所述傳感器被配置成監(jiān)測(cè)水生物種的浮墊厚度并當(dāng)浮墊達(dá)到預(yù)設(shè)厚度時(shí)指示需要使用收獲系統(tǒng)。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式提供培育水生物種的方法，所述方法包括提供權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備；在所述容器內(nèi)放置培育基質(zhì)；把水生物種引入到所述培育基質(zhì)內(nèi)；以及收獲所述水生物種。另一方面，所述設(shè)備還包括傳感器，所述傳感器被配置成監(jiān)測(cè)所述水生物種的浮墊厚度并當(dāng)浮墊達(dá)到預(yù)設(shè)厚度時(shí)提供信號(hào)；并且，收獲所述水生物種包括響應(yīng)所述信號(hào)而使用所述收獲系統(tǒng)。另一方面，所述水生物種選自以下屬紫萍屬、少根紫萍屬、浮萍屬、蕪萍屬和扁平無根萍屬。另一方面，所述水生物種是浮萍。另一方面，所述培育基質(zhì)選自淡水、微咸水和咸水。
具體實(shí)施例方式諸如浮萍、無根萍、蚊蕨(mosquito fern)、槐葉萍、水浮蓮之類的水生物種由于其纖維素和半纖維素含量較高，可被加工以產(chǎn)生燃料和高價(jià)值化學(xué)制品以及材料。水生物種的加工可根據(jù)期望的最終成品和/或中間產(chǎn)物通過許多方法或方法的組合來完成。在特定的實(shí)施方式中，本發(fā)明提供蛇形槽生長(zhǎng)系統(tǒng)(或單槽)，所述蛇形槽生長(zhǎng)系統(tǒng)包括帶有隔離壁或彎曲通道的塑料襯里的淺池。如


圖1所示，所述蛇形槽生長(zhǎng)系統(tǒng)帶有推進(jìn)系統(tǒng)，所述推進(jìn)系統(tǒng)包括將水和浮游微作物(microcrop) —同推動(dòng)到現(xiàn)場(chǎng)收獲位點(diǎn)的軸漿輪。所述蛇形槽被設(shè)計(jì)或配置成用于循環(huán)培育基質(zhì)(簡(jiǎn)單起見也稱液體)以及用于以控制的方式改變液體流動(dòng)速度，從而維持整個(gè)生產(chǎn)區(qū)域的浮萍的均勻分布。隨著微作物的生長(zhǎng)，其可在水面上形成浮墊，所述浮墊可變得更厚。浮墊厚度可由空中圖片成像器和位于槽內(nèi)的關(guān)鍵區(qū)域中的傳感器來密切監(jiān)測(cè)。用于實(shí)施這種成像的系統(tǒng)及方法在2009年6月 11 日提交的、發(fā)明名稱為"Vegetation Indices for Measuring Multilayer Microcrop Density and Growth”的美國臨時(shí)申請(qǐng)第61/186，349號(hào)中公開，該美國臨時(shí)申請(qǐng)通過引用全部并入本文。在特定的實(shí)施方式中，所述關(guān)鍵區(qū)域包括代表生長(zhǎng)系統(tǒng)中的微作物生長(zhǎng)的生產(chǎn)區(qū)域。在這樣的實(shí)施方式中，例如，微作物的浮墊傾向于堆積起來或大大增厚的區(qū)域或者由生長(zhǎng)系統(tǒng)局部結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致微作物非常少的區(qū)域?qū)⒉粫?huì)選為用于放置傳感器或用于空中成像的關(guān)鍵區(qū)域。自動(dòng)收獲系統(tǒng)可接收來自這些傳感器的反饋信息以調(diào)整收獲浮萍的頻率和數(shù)量。該自動(dòng)化過程可幫助在最優(yōu)生長(zhǎng)率的條件下維持浮萍的產(chǎn)率。在一些實(shí)施方式中，所述蛇形槽生長(zhǎng)系統(tǒng)是組合式設(shè)計(jì)，所述組合式設(shè)計(jì)包括四個(gè)連接的蛇形槽或四個(gè)單槽。在特定的實(shí)施方式中，單槽的覆蓋面積為大約2. 50公頃(以下稱ha)，每個(gè)組件大約10ha。在本實(shí)施方式中，單槽的長(zhǎng)為大約518m，其帶有四個(gè)通道， 每個(gè)通道的寬為大約12m，每個(gè)通道的可用容積為約7，620m3，水深約30cm。外周壁和中心隔離壁(或“提”)用土木作業(yè)中運(yùn)送來的壓縮泥土形成。在本實(shí)施方式的特定實(shí)施例中， 30mil(即，約0.76毫米厚度)的塑料高密度聚乙烯(HDPE)襯里覆蓋了平坦的底部和傾斜的側(cè)壁，從而避免液體培育基質(zhì)接觸土壤成分，避免波浪作用的影響，從而延長(zhǎng)提的壽命。 所述襯里還有助于避免水分通過滲漏流失以及避免地下水污染。如本文所使用的“大約”表示所描述的值的士20%的變動(dòng)。可理解的是，本文所述的特定尺寸是為了舉例說明的目的， 無意限定本申請(qǐng)的范圍。僅舉例而言，單槽可以為至少大約0. ^ia、或至少大約lha、或至少大約1. ^ia、或至少大約》ia、或至少大約2.證&、或至少大約!3ha、或至少大約3.證&、或至少大約4ha、或至少大約4. ^ia、或至少大約^ia、或至少大約5. ^ia、或至少大約Mia、或至少大約6. ^ia、或至少大約^ia、或至少大約7. ^ia、或至少大約》ia、或至少大約8.證&、或至少大約9ha、或至少大約9.證&、或至少大約10ha。單槽可小于大約50ha、或小于大約40ha、或小于大約30ha、或小于大約2^ia、或小于大約20ha、或小于大約l^ia、或小于大約10ha、或小于大約》ia、或小于大約Mia、或小于大約^ia、或小于大約4ha、或小于大約!3ha、或小于大約 ia、或小于大約lha。單槽可至少10米長(zhǎng)、或至少20米長(zhǎng)、或至少50米長(zhǎng)、或至少100米長(zhǎng)、或至少150米長(zhǎng)、或至少200米長(zhǎng)、或至少250米長(zhǎng)、或至少300米長(zhǎng)、或至少350米長(zhǎng)、 或至少400米長(zhǎng)、或至少450米長(zhǎng)、或至少500米長(zhǎng)、或至少550米長(zhǎng)、或至少600米長(zhǎng)、或至少650米長(zhǎng)、或至少700米長(zhǎng)、或至少750米長(zhǎng)、或至少800米長(zhǎng)。單槽可包括1、2、3、4、 5、6、7、8、9、10或多于10個(gè)通道。每個(gè)通道可為大約0. 5米至大約50米、或大約1米至大約40米、或大約2米至大約30米、或大約3米至大約30米、或大約4米至大約25米、或大約5米至大約20米、或大約6米至大約18米、或大約7米至大約15米、或大約8米至大約 15米、或大約9米至大約12米。單槽水深可為大約1厘米至大約100厘米、或大約2厘米至大約80厘米、或大約5厘米至大約70厘米、或大約8厘米至大約60厘米、或大約10厘米至大約50厘米、或大約15厘米到大約40厘米、或大約20厘米至大約30厘米。單槽水深可低于大約200厘米、或低于大約180厘米、或低于大約150厘米、或低于大約120厘米、 或低于大約100厘米、或低于大約90厘米、或低于大約80厘米、或低于大約70厘米、或低于大約60厘米、或低于大約50厘米、或低于大約40厘米、或低于大約30厘米。一個(gè)組件可包括1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個(gè)或多于10個(gè)單槽。只要符合生物和化學(xué)生長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)，地下水、地表水和再生水都是浮萍生長(zhǎng)可接受的。 具有浮式增氧機(jī)和在線紫外光的一系列處理池可幫助將生長(zhǎng)池內(nèi)的水調(diào)節(jié)為適宜循環(huán)再用的。排水管上的水質(zhì)傳感器可控制處理過程并監(jiān)測(cè)水質(zhì)。碰所述蛇形槽包括使得水性培育基質(zhì)與培育的微作物一同移動(dòng)的推進(jìn)裝置。在特定的實(shí)施方式中，所述裝置包括槳輪，所述槳輪包括三個(gè)金屬輪，每個(gè)輪為長(zhǎng)約3. SmX直徑約1.82m。每個(gè)輪有八個(gè)鍍鋅槳葉，每個(gè)槳葉為長(zhǎng)約3. SmX約41cm并且每個(gè)槳葉通過一系列的金屬角形件連接到約15. 24cm的中心軸上。槳葉邊緣及底部有約2. 54cm的凈空以促進(jìn)水循環(huán)。連接到500 1變速箱的約IHP(馬力)的馬達(dá)向槳輪提供動(dòng)力，并且通過連接到可編程的邏輯控制器(PLC)上的變頻驅(qū)動(dòng)器(VFD)來控制速度。槳輪的速度為約Orpm 至約2rpm，從而，使得浮萍在水面上以O(shè)m/s至0. 3m/s的速度運(yùn)動(dòng)，更優(yōu)選地，以0. 01m/s至 0. lOm/s的速度運(yùn)動(dòng)。速度是作業(yè)條件的函數(shù)，所述作業(yè)條件例如，收獲和添加養(yǎng)分，以及諸如風(fēng)和日照之類的天氣參數(shù)。槳輪通過連接到PLC的人機(jī)界面(HMI)來控制。在特定的實(shí)施方式中，HMI包括一系列顯示器，所述顯示器將從PLC接收的數(shù)據(jù)綜合起來并且顯示系統(tǒng)作業(yè)的情況。所有蛇形槽中的水速為大約0. 05m/s的默認(rèn)每日作業(yè)速度。噴射泵在可選的實(shí)施方式中，所述推進(jìn)裝置包括噴射泵，所述噴射泵沿著通道的寬度方向位于水下。在特定的實(shí)施方式中，約4HP的高壓離心泵把上游水泵送到包括均勻放置的約20根、約9. 5mm的排放管的普通歧管中。為了控制水速，將蝶閥連接至PLC，并且所述蝶閥由調(diào)節(jié)水流和噴射器壓力的泵排量壓力換能器控制。
防風(fēng)幕簾在特定的實(shí)施方式中，編織的塑料網(wǎng)可用作防風(fēng)幕簾以防止浮萍因大風(fēng)而擠壓。 所述塑料網(wǎng)可具有約50%孔隙率的開口以減少風(fēng)湍流并使得光線得以透過。防風(fēng)幕簾的高度為約76cm，并且，所述防風(fēng)幕簾安裝在外周壁和中心隔離壁的頂部。所述幕簾連接到三根約12. 5ga的纜線上，所述纜線由每6米放置的鍍鋅T型柱支撐。還將防風(fēng)幕簾安裝在浮動(dòng)結(jié)構(gòu)上以減少平行于槽通道的風(fēng)。在此，可將相同的塑料襯里(30mil HDPE)制成的實(shí)心幕簾連接至矩形PVC管的框架，所述矩形PVC管的框架安裝在四個(gè)PVC浮筒的頂部。幕簾為約76cmX約12m，幕簾底部離水面約5cm處設(shè)有氣縫。 約5cm的縫可使得一部分空氣在幕簾底部流動(dòng)，并會(huì)幫助減少下游的風(fēng)漩渦。這就拉開了幕簾之間的安裝距離。浮動(dòng)的幕簾可連接至與槽通道等長(zhǎng)的兩根水下纜線。養(yǎng)分系統(tǒng)含有合適數(shù)量和比率的氮、磷、鉀以及微量營養(yǎng)素的特殊肥料混合物可以高濃度保存在養(yǎng)分箱中。位于每個(gè)組件中的傳感器可監(jiān)測(cè)養(yǎng)分水平并通過HMI控制養(yǎng)分的定量供給。每個(gè)養(yǎng)分站可具有連接到定量供給投放泵的濃縮養(yǎng)分箱。當(dāng)養(yǎng)分的水平低于HMI的預(yù)設(shè)點(diǎn)時(shí)，關(guān)鍵位點(diǎn)處的定量供給泵被激活并將濃縮養(yǎng)分添加至每個(gè)組件中的每條蛇形槽中，從而維持整個(gè)蛇形槽的水平均勻?；诙抗┙o的量和生長(zhǎng)季節(jié)，養(yǎng)分可通過水下管線或噴灑系統(tǒng)添加。生長(zhǎng)反應(yīng)器中可被密切監(jiān)測(cè)并控制的另一參數(shù)是pH值和/或二氧化碳濃度。如同養(yǎng)分系統(tǒng)那樣，每個(gè)組件可具有至少一個(gè)PH傳感器和/或至少一個(gè)二氧化碳傳感器。pH 傳感器和/或二氧化碳傳感器可串聯(lián)使用以指示需要通過添加液相或氣相二氧化碳和諸如碳酸氫鈉之類的堿性鹽進(jìn)行調(diào)節(jié)。二氧化碳的供給可為商售二氧化碳純凈氣體、混合物和易于得到的廢氣。噴灑系統(tǒng)噴灑器可安裝在通道上以冷卻浮萍，從而，避免炎熱的天氣中熱量過多。當(dāng)氣溫較高時(shí)，可打開噴水器在橫跨通道寬度方向上噴灑均勻的水霧。因?yàn)楦∑荚谕ǖ乐胁粩嘁苿?dòng)， 整個(gè)浮萍?jí)|表面都可接受到水霧。噴灑系統(tǒng)還可用于補(bǔ)償蒸發(fā)、生長(zhǎng)和收獲過程中的水分損失。如上所述，作為選擇還可將養(yǎng)分系統(tǒng)連接至噴灑管線，從而，向浮萍?jí)|表面均勻添加養(yǎng)分。噴灑系統(tǒng)可由連接到PLC的電子電磁閥控制；在特定的實(shí)施方式中，這些閥直徑為約 2. 5cm。^^在特定的實(shí)施方式中，一旦建立了具有可用的水深度和養(yǎng)分的槽，即可從位于生產(chǎn)槽附近的接芽池引入新鮮的適應(yīng)環(huán)境的濕浮萍。600g/m2的接芽密度用于估計(jì)人工放置在每個(gè)槽上的浮萍的質(zhì)量。當(dāng)浮萍開始在槽中生長(zhǎng)時(shí)，將一部分浮萍人工轉(zhuǎn)移到附近的槽上，重復(fù)該過程直到所有槽都完全接芽。多功能供給管線在實(shí)施方式中，水、養(yǎng)分和電的主要供給管線位于組件之間以方便每個(gè)槽的安裝和分配。每個(gè)組件具有連接到水、養(yǎng)分以及監(jiān)測(cè)槽運(yùn)行的傳感器的供給管線網(wǎng)。電子電磁閥可控制向槽中添加的水分和養(yǎng)分。在特定的實(shí)施方式中，所有電磁閥都為額定的M伏直流電(Vdc)且最小CV為22CV以防止高壓損失。在該實(shí)施方式中，水分和養(yǎng)分集管的主要分配管的直徑分別為約250mm和約110mm。水分、養(yǎng)分和噴灑管的供給支管的直徑分別為約 160mm、約 25mm 和約 110mm。排水與溢流在特定的實(shí)施方式中，每個(gè)2. 5ha的槽在提上方有用于使過量水溢出的兩個(gè)排水地漏和兩個(gè)緊急泄洪道。在本實(shí)施方式中，每個(gè)排水箱約1. 5mX約1. 5m，并連接到約200mm 的排水管上。氣動(dòng)排水刀閥可控制向普通溝渠的重力自流。該溝渠可位于槽的末端并也可用于緊急溢流。來自溝渠的水可通過重力排出到土質(zhì)池內(nèi)，來自溝渠的水可在所述土質(zhì)池內(nèi)儲(chǔ)藏并被處理用于在生長(zhǎng)反應(yīng)器內(nèi)的進(jìn)一步重復(fù)使用。收獲系統(tǒng)(傳送帶)在收獲系統(tǒng)的一個(gè)特定的實(shí)施方式中，空中圖片掃描器和位于蛇形槽上的本地傳感器監(jiān)測(cè)浮墊的厚度并激活收獲過程。從推動(dòng)浮萍?jí)|向傳送帶移動(dòng)的漿輪的第一部分的末端延伸出約13m的收獲通道壁。收獲期間，水的速度增加到0. lm/s以減少收獲作業(yè)時(shí)間。 位于收獲通道壁末端的傳送帶自動(dòng)降低到浮萍?jí)|以下的水中。浮萍?jí)|流經(jīng)約Ilm的收獲通道，在通道的這個(gè)區(qū)域中，兩個(gè)機(jī)械臂把浮萍收集到傳送帶上。剩余的浮萍流經(jīng)槳輪的其他兩部分，從而，使得浮萍重新均勻分布。傳送帶收集浮游浮萍?jí)|并把浮萍運(yùn)到共用的螺旋鉆，所述螺旋鉆將來自兩個(gè)鄰近的槽中的所有浮萍運(yùn)送到收集車。收集從傳送帶和螺旋鉆排出的多余水分并將所述水分排回到槽中。PLC上的自動(dòng)系統(tǒng)和一系列算法可使傳送帶的速度和槳輪轉(zhuǎn)速同步以控制收獲率和頻率。當(dāng)采集了收獲量時(shí)，位于收集車的重量傳感器與收獲系統(tǒng)連通以停止收獲并將槳輪速度調(diào)整至正常作業(yè)模式。履帶控制器接收車滿時(shí)的信號(hào)并準(zhǔn)備將脫水浮萍生物質(zhì)運(yùn)輸?shù)接糜谏镛D(zhuǎn)化加工的加工建筑。收獲系統(tǒng)(撇取器)在收獲系統(tǒng)的另一實(shí)施方式中，空中圖片掃描器和位于槽上的本地傳感器監(jiān)測(cè)浮墊的厚度并激活收獲過程。從漿輪的第一部分的末端延伸出約1 !!長(zhǎng)的收獲通道壁，所述漿輪將浮萍?jí)|推向撇取器。浮萍?jí)|流經(jīng)約Ilm的收獲通道寬度方向，在該通道的這個(gè)區(qū)域中，兩個(gè)機(jī)械臂使浮萍向下進(jìn)入寬度為約2. 75m米的通道，在所述通道處沿著寬度方向放置表面撇取器。收獲過程中，撇取器以如下方式放置撇取頂端2. Mcm的浮物，并且使剩下的水從撇取器下方流過且流回槽的正常水流中。收獲用撇取器為寬約2.75mX深約61cm， 其由鋁板、聚氯乙烯(PVC)和絕緣泡沫塑料制成。每個(gè)撇取器有六個(gè)寬約46mm的漏斗，所述漏斗把浮萍帶到約127mmX約76mm的PVC縮徑管接頭。撇取器設(shè)計(jì)成可優(yōu)化收獲固體百分率的形式，從而，最小化需要加工的水的質(zhì)量。這可通過進(jìn)行兩次撇水來實(shí)現(xiàn)，一次是在撇取器前面使用鋁板，另一次是在PVC接頭突起的邊緣使用鋁板。帶槽的約12mm的PVC 管被安裝在鋁板前面，并與板的邊緣嚙合，防止撇取作用吸入次表層的水。然后將六個(gè)PVC 接頭通過內(nèi)徑約IlOmm的管連接到普通排水管。打開排水管上的自動(dòng)刀閥啟動(dòng)撇取過程。 普通排水溝通過重力作用把浮萍和水的混合物從槽中運(yùn)出，運(yùn)送到與組件中的所有槽連接的普通開放通道中。收集所有槽中的浮萍和水的混合物并由單個(gè)傳送帶運(yùn)送。傳送帶把浮萍倒入車內(nèi)，所述車把浮萍運(yùn)輸?shù)郊庸^(qū)域。然后以與從槽中撇取水的速率相同的速率把水泵回到槽內(nèi)。這通過連接到PLC的電平開關(guān)實(shí)現(xiàn)。收獲完成時(shí)，關(guān)閉回流泵并關(guān)閉刀閥， 停止撇取步驟并將撇取器裝滿水。然后將撇取器拉到槽的底部以使得浮萍流出，進(jìn)行正常種植作業(yè)。普通排水管通過重力作用把浮萍和水混合物從槽中運(yùn)出，運(yùn)送至與組件中所有槽連接的開放通道。隨后，開放通道內(nèi)的水和浮游浮萍通過重力作用流入收獲池內(nèi)。所述收獲池帶有浮萍的接收部分和水的溢流部分。位于接收部分的傳送帶收集浮萍并將浮萍運(yùn)送到車上。約50HP的大容量泵將水運(yùn)送回槽內(nèi)。該泵也用于把任何剩下的浮萍推到傳送帶上。撇取器、排水管刀閥、傳送帶和回流泵都連接到PLC上以控制收獲作業(yè)。位于每個(gè)車內(nèi)的重量傳感器與PLC連通以停止收獲過程。當(dāng)收獲完成時(shí)，關(guān)閉回流泵并關(guān)閉刀閥以停止撇取過程并將撇取器充滿水。然后將撇取器拉到槽底部以使得浮萍流出，進(jìn)行正常種植作業(yè)。在特定的實(shí)施方式中，通過監(jiān)測(cè)pH值、溫度、氨和天氣參數(shù)的一系列傳感器將浮萍的生長(zhǎng)性能維持在最佳狀態(tài)。所有監(jiān)測(cè)信息反饋到控制生長(zhǎng)和收獲過程的中央人機(jī)界面。精密的計(jì)算機(jī)模型預(yù)測(cè)任何生長(zhǎng)問題，并向操作人員報(bào)警，以進(jìn)行預(yù)防性處理，從而最小化停機(jī)時(shí)間。上述蛇形槽系統(tǒng)提供特定優(yōu)勢(shì)。蛇形槽系統(tǒng)組合了使得水和浮萍非常緩慢地移動(dòng)到單個(gè)收獲點(diǎn)上的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)選擇。水和浮萍的移動(dòng)可幫助維持整個(gè)浮游浮萍?jí)|和水表面的養(yǎng)分和溫度的均勻分布。這可幫助減少浮萍根部與水的養(yǎng)分分界。低速的另一優(yōu)勢(shì)是幫助保持浮萍?jí)|在表面上的均勻性，尤其是在有風(fēng)的情況下的重新分布。槳輪系統(tǒng)是具有低能量消耗的、使大量水在封閉的回路中流動(dòng)的、有效且經(jīng)濟(jì)的形式。由于浮萍的移動(dòng)，單個(gè)收獲點(diǎn)可安裝在蛇形槽內(nèi)的重要位置，以便將少量動(dòng)力用于收集浮萍(而不是水)和將浮萍(而不是水)運(yùn)送至收集點(diǎn)。靜態(tài)浮動(dòng)網(wǎng)格生物反應(yīng)器浮動(dòng)網(wǎng)格系統(tǒng)是靜態(tài)設(shè)計(jì)，在所述設(shè)計(jì)中浮萍被容納在帶有幕簾的浮動(dòng)隔間內(nèi)以避免浮萍因?yàn)轱L(fēng)和浪的作用而擠壓。在特定的實(shí)施方式中，每個(gè)隔間為約6mX約6m，且每個(gè)隔間帶有可伸出水面約30cm的幕簾。大容量泵可用于再循環(huán)液體并通過遍布整個(gè)池底的水下管組添加養(yǎng)分。在這樣的實(shí)施方式中，采用更大的動(dòng)力維持養(yǎng)分和溫度的均勻分布。 收獲過程可通過在每個(gè)隔間內(nèi)安裝撇取器漏斗來進(jìn)行，大約每公頃44個(gè)撇取器。撇取器漏斗懸掛在四個(gè)隔間的交叉點(diǎn)上，這樣不管液面如何變化，撇取器的邊緣都將保持沉入水中約2. 5cm。收獲過程中，可通過四個(gè)撇取器以160gpm的速率吸取浮游浮萍和水持續(xù)約30分鐘，并可將浮游浮萍和水運(yùn)送到脫水站，在該處振動(dòng)篩把浮萍與水分開。隨后可用另一高容量泵把水泵回生產(chǎn)池內(nèi)。由于約160gpm的情況下只包含約的浮萍，因此在收獲過程中可使用大量的水和能量。在所有隔間內(nèi)的浮萍?jí)|的均勻性可因由風(fēng)、浮萍?jí)|厚度和重新分布導(dǎo)致的抽吸速率的不同而不同。如本文所使用的“生物質(zhì)”是具有豐富的碳含量的群體。生物質(zhì)可包括或來自藻類；水生物種(例如，浮萍)；某些塑料或其他有機(jī)廢物；用于煉油裂解的傳統(tǒng)原料；農(nóng)田廢物或副產(chǎn)品(例如，青貯飼料、肥料等)；或所有上述物質(zhì)的混合物或一些上述物質(zhì)的混合物。本發(fā)明的實(shí)施方式包括培育可用作燃料、食物、肥料和/或生物修復(fù)的浮游水生物種的方法。一些實(shí)施方式提供從濕的生物質(zhì)中榨取蛋白而無相應(yīng)碳水化合物損失的方法。在一些實(shí)施方式中，浮游水生物種是以基本單一種植生長(zhǎng)的。在其他實(shí)施方式中， 浮游水生物種是與其他植物混合種植來生長(zhǎng)的。在其他實(shí)施方式中，浮游水生物種是作為包含一個(gè)或一個(gè)以上其他動(dòng)物、植物或原生生物在內(nèi)的復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)的一部分來生長(zhǎng)的。 在又一實(shí)施方式中，浮游水生物種在無外來生物的環(huán)境中生長(zhǎng)。在一些實(shí)施方式中，浮游水生物種直接暴露于日光下生長(zhǎng)。在其他實(shí)施方式中，浮游水生物種在非直接光線下生長(zhǎng)?？蛇x擇其他條件和/或改變其他條件以支持快速生長(zhǎng)、 理想的蛋白分布和/或碳水化合物產(chǎn)量等等。這些是表1中所列舉的因素。在一些實(shí)施方式中，用于促進(jìn)浮游水生物種的生長(zhǎng)的氮源由諸如牛糞或豬的排泄物之類的動(dòng)物排泄物構(gòu)成。在其他實(shí)施方式中，氮源是尿。在其他實(shí)施方式中，氮源是沼氣植物泥漿。為了調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)溫度，反應(yīng)器可配有加熱元件和/或冷卻系統(tǒng)。在一些實(shí)施方式中，所述反應(yīng)器被風(fēng)罩包圍以防止或減少由風(fēng)造成的浮游植物的擠壓。所述風(fēng)罩可透過浮游水生物種生長(zhǎng)所需的光線。在一些實(shí)施方式中，支持浮游水生物種生長(zhǎng)的反應(yīng)器可在物理上分為獨(dú)立的部分，以便創(chuàng)造獨(dú)立的生長(zhǎng)隔間。在一些實(shí)施方式中，形成反應(yīng)器分隔件的材料是金屬、塑料、 橡膠或其組合。例如，浮動(dòng)擋板網(wǎng)絡(luò)可干擾浮游植物的自由流動(dòng)，從而避免風(fēng)造成擠壓/堆積，并且浮動(dòng)擋板網(wǎng)絡(luò)可保持所述植物在整個(gè)培育基質(zhì)表面上的均勻分布。所培育的植物的均勻密度可使反應(yīng)器的產(chǎn)率增加，這是因?yàn)榕嘤锝邮盏降墓饩€增加，在培育物上分布了更多有效養(yǎng)分并且將廢物從培育物中除去。所培育的植物的均勻密度可增加培育物密度的測(cè)量精確度。包含水生物種在內(nèi)的收獲的生物質(zhì)可加工成兩個(gè)組分富含碳水化合物的固相和富含蛋白質(zhì)的液相(也稱為汁)。所述加工可使用螺旋壓榨機(jī)、壓帶機(jī)、切碎機(jī)等等或其組合實(shí)現(xiàn)。僅舉例而言，收獲的生物質(zhì)可在切碎機(jī)中裂解。本文使用的“裂解”生物質(zhì)包括機(jī)械過程或化學(xué)過程，所述機(jī)械過程或化學(xué)過程在單個(gè)細(xì)胞或多細(xì)胞結(jié)構(gòu)的水平上打亂生物體的組織以使存在于生物質(zhì)有機(jī)體內(nèi)的碳水化合物、蛋白質(zhì)和微量營養(yǎng)素更易應(yīng)用于純化蛋白、含碳水化合物的材料或含微量營養(yǎng)素的液體的下游加工。裂解可包括，例如，剁碎、切碎、打碎、擠壓、撕碎、由滲透壓裂解或分解生物結(jié)構(gòu)的化學(xué)處理方法。裂解的生物質(zhì)可在壓帶機(jī)上擠壓以產(chǎn)生汁和第一固相；第一固相可在螺旋壓榨機(jī)中擠壓以產(chǎn)生更多的汁和濕物料，也稱“生物粗制品”。濕的生物粗制品可包含富含碳水化合物的固相，并可進(jìn)一步加工。 不同壓制步驟中產(chǎn)生的汁可合并進(jìn)行進(jìn)一步加工。濕的生物粗制品可基于各種考慮因素(例如適合于進(jìn)一步應(yīng)用)被加工。僅舉例而言，生物粗制品可被干燥用作強(qiáng)效的植物原料。在其他實(shí)施方式中，生物粗制品可通過制粒過程等來優(yōu)化用于與其他基于烴類的原料(例如煤)共同燃燒。在其他實(shí)施方式中，生物粗制品用作生物燃料轉(zhuǎn)化的原料。在其他的實(shí)施方式中，生物粗制品用物理或化學(xué)方法進(jìn)一步加工以進(jìn)一步提取蛋白質(zhì)內(nèi)含物。本發(fā)明的實(shí)施方式通過以下例子進(jìn)一步舉例說明。實(shí)施例本發(fā)明提供以下非限定性的例子以進(jìn)一步舉例說明本申請(qǐng)的實(shí)施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，實(shí)施例中所公開的技術(shù)代表本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的在實(shí)踐本申請(qǐng)時(shí)起良好作用的方法，因此所述方法可被認(rèn)為構(gòu)成了用于實(shí)踐本申請(qǐng)的模型實(shí)例。然而，根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，可在公開的具體實(shí)施方式
中作出許多變化并且仍然可獲得相同或類似的結(jié)果，而不背離本申請(qǐng)的實(shí)質(zhì)和范圍。
11
實(shí)施例1
圖1表示培育水生物種的一個(gè)示例性的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括由提2界定的容器，防風(fēng)幕簾3安裝于提2上。所述容器包括可提供水作為培育基質(zhì)的水源、可對(duì)系統(tǒng)提供至少一種養(yǎng)分的養(yǎng)分系統(tǒng)(
圖1的“養(yǎng)分及碳酸氫鹽站”)、在其中收獲水生物種的收獲通道4內(nèi)的收獲系統(tǒng)5。收獲的水生物種可運(yùn)輸?shù)郊庸ぶ行倪M(jìn)行進(jìn)一步加工。推進(jìn)系統(tǒng)9和浮動(dòng)防風(fēng)幕簾10放置在容器內(nèi)。該系統(tǒng)還包括噴灑器1(實(shí)心點(diǎn)表示)以及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)6，所述噴灑器以4乘4矩陣均勻分布于系統(tǒng)內(nèi)，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)養(yǎng)分水平、pH值和溫度水平。轉(zhuǎn)動(dòng)葉片7放在所述容器的弧形部分內(nèi)。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括排水管及溢流系統(tǒng)8 (以右邊的兩個(gè)空心點(diǎn)表示)。該系統(tǒng)可包括約2. ^ia的單槽生長(zhǎng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可培育浮萍。實(shí)施例2圖2表示培育水生物種的示例性的靜態(tài)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包括支撐螺旋鉆11。在該示例性的系統(tǒng)中，有三十四個(gè)支撐螺旋鉆。收獲分支連接到支撐螺旋鉆上。在公開的特定構(gòu)造中，系統(tǒng)中分布有十一個(gè)收獲分支。水生物種與培育基質(zhì)的混合物可通過收獲分支14 收獲，隨后以控制的方式提供給收獲集管12。在本實(shí)施方式中，收獲集管12包括6英寸的 PVC管。培育基質(zhì)從收獲的水生物種中分離之后，培育基質(zhì)可通過回收集管17運(yùn)送回系統(tǒng)中，然后運(yùn)送回回收分支13，所述回收集管同樣包括6英寸的PVC管。在該示例性的系統(tǒng)中，有七個(gè)回收分支。該系統(tǒng)可包括一個(gè)或一個(gè)以上用于再循環(huán)培育基質(zhì)的排水地漏15、 16、18、19。圖中系統(tǒng)特定部分的尺寸或數(shù)量是為了說明特定的實(shí)施方式，并無意限制本申請(qǐng)的范圍。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知該系統(tǒng)特定部位的尺寸或數(shù)量可被修改。實(shí)施例3在槽系統(tǒng)的可選實(shí)施方式中，單獨(dú)的槽具有橢圓或圓形的構(gòu)造。圖3舉例說明這樣的構(gòu)造，其中三個(gè)這樣的槽以并排的形式放置。還考慮其他實(shí)施方式，其中采用單個(gè)橢圓槽，或采用兩個(gè)鏡像槽。由圖所見，該槽系統(tǒng)包括位于組成槽的壁或提上的風(fēng)障，以及浮動(dòng)風(fēng)障。圖3中用字母A E標(biāo)記的本實(shí)施方式的槽系統(tǒng)的特定部件在圖4至圖8中更詳細(xì)地描繪。圖4描繪槳輪及支持平臺(tái)。支持平臺(tái)具有與槳輪槳葉的弧度匹配的凹形頂面以更有效地產(chǎn)生推動(dòng)力。圖5描繪排水地漏，其類似于圖2所描繪的。圖6更加詳細(xì)地表示浮動(dòng)防風(fēng)幕簾。圖7表示浮動(dòng)收獲撇取器的細(xì)節(jié)，在本實(shí)施方式中所述浮動(dòng)收獲撇取器通過形成槽的壁中的缺口接觸浮萍或其他水生物種。圖8顯示基于傳送帶的收獲系統(tǒng)。圖9是示范性的防風(fēng)簾幕結(jié)構(gòu)的頂視圖。示范性的結(jié)構(gòu)包括2”SCH PVC管21 ； 4” SCH PVC管22 ;23 ；鍍鋅支撐線M ；和環(huán)首螺栓附件25 ；23表明該防風(fēng)幕簾結(jié)構(gòu)可在培育基質(zhì)(例如，水)中浮動(dòng)；環(huán)首螺栓附件25表明支撐線M固定至PVC管22頂部的環(huán)首螺栓。支撐線M可包括.041”的實(shí)芯。支撐線M可支持由例如風(fēng)產(chǎn)生的對(duì)防風(fēng)幕簾的側(cè)向負(fù)荷。環(huán)首螺栓附件25可不包括浮動(dòng)油封。
圖10是圖9表示的示范性的防風(fēng)幕簾結(jié)構(gòu)的透視圖。連接到PVC管(圖9的21) 的垂直管是1”SCH 40PVC管。防風(fēng)幕簾結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步包括連接到包括圖9的21、圖9的22 在內(nèi)的PVC管中的至少一個(gè)的幕簾或連接到垂直的1”SCH40PVC管的幕簾，例如，所述幕簾可栓在垂直的1”SCH 40PVC管上。幕簾可突出垂懸于現(xiàn)有的壁上，如容器的壁。幕簾可基本為矩形。
上述的各種方法和技術(shù)提供了實(shí)施本申請(qǐng)的許多方式。當(dāng)然，可理解的是，并非所有目的或優(yōu)勢(shì)都必須根據(jù)本申請(qǐng)描述的任何特定實(shí)施方式來實(shí)現(xiàn)。因此，例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，可在某種程度上實(shí)施實(shí)現(xiàn)或優(yōu)化本文所教導(dǎo)的一種優(yōu)勢(shì)或一組優(yōu)勢(shì)的方法而不必需實(shí)現(xiàn)本文所教導(dǎo)的或顯示的其他目的或優(yōu)勢(shì)。本申請(qǐng)涉及了許多替代方式?？衫斫獾氖牵恍﹥?yōu)選的實(shí)施方式具體地包括一種特征、另一特征或若干特征，而其他實(shí)施方式具體地排除一種特征、另一特征或若干特征，而另外其他實(shí)施方式通過包括一種特征、另一特征或若干有利的特征來減少特定特征。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到不同實(shí)施方式中各種特性的實(shí)用性。相似地，根據(jù)本申請(qǐng)描述的原則，上述各種元件、特征和步驟以及每個(gè)此類元件、特征和步驟的其他已知等同物可由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員以各種組合采用以實(shí)施本發(fā)明的方法。各種元件、特征和一些步驟將具體地包括在不同的實(shí)施方式中，而其他元件、特征和一些步驟將具體地排除。雖然本申請(qǐng)?jiān)趯?shí)施方式及實(shí)施例的部分已被公開，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，本申請(qǐng)的實(shí)施方式延伸超過具體公開的實(shí)施方式，延伸至其他可選的實(shí)施方式和/或使用和修改及其等同物。在一些實(shí)施方式中，將會(huì)理解的是，用于描述和保護(hù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施方式的表示性質(zhì)、成分的量的數(shù)字(如分子量、反應(yīng)條件等等)在某些情況下被術(shù)語“大約”或“基本” 所修改。例如，除非另有說明，“大約”或“基本”可表明所描述的值的大約士 20%的變動(dòng)。 因此，在一些實(shí)施方式中，在書面說明書及所附的權(quán)利要求中列舉的數(shù)字參數(shù)是估算值，所述估算值可隨由特定實(shí)施方式獲得的期望的性質(zhì)而變化。在一些實(shí)施方式中，數(shù)字參數(shù)應(yīng)當(dāng)根據(jù)所報(bào)告的有效位數(shù)的數(shù)字來解釋并通過應(yīng)用普通取整技術(shù)而詮釋。雖然說明本申請(qǐng)的一些實(shí)施方式的廣泛的數(shù)字范圍和參數(shù)是估算值，但在特定例子中列舉的數(shù)值是盡可能精確地報(bào)告的。在一些實(shí)施方式中，在描述本申請(qǐng)的特定實(shí)施方式的部分使用的單數(shù)形式的術(shù)語 (“a”和“an”和“the”)以及類似的術(shù)語可詮釋為涵蓋單數(shù)及復(fù)數(shù)。本申請(qǐng)數(shù)值的范圍的記載僅僅意在作為記載分別包括落入范圍內(nèi)的每個(gè)獨(dú)立的數(shù)值的簡(jiǎn)略方法。除非本申請(qǐng)另有說明，每個(gè)獨(dú)立的數(shù)值如同分別記載在本申請(qǐng)中一樣并入說明書中。本申請(qǐng)描述的所有方法可以任何合適的順序進(jìn)行，除非本申請(qǐng)另有說明或文中另有明確否認(rèn)。關(guān)于本申請(qǐng)的一些特定實(shí)施方式所提供的任何及所有實(shí)例或示范性的語言(例如，“如”)的使用僅意在更好地解釋本申請(qǐng)，并不造成對(duì)本申請(qǐng)所要求保護(hù)的范圍的限制。本說明書中的所有語言都不應(yīng)詮釋為指明實(shí)施本申請(qǐng)所必需的任何未要求保護(hù)的要素。本文描述了本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施方式，包括本發(fā)明的發(fā)明人已知的實(shí)施本申請(qǐng)的最佳模式。在閱讀前述說明書后，對(duì)那些優(yōu)選的實(shí)施方式的改變對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。本領(lǐng)域技術(shù)人員考慮到可使用這些合適的改變，且本申請(qǐng)可通過不同于本申請(qǐng)具體描述的實(shí)施方式來實(shí)施。因此，如相關(guān)法律所允許的，本申請(qǐng)的許多實(shí)施方式包括所有修改以及本申請(qǐng)所附的權(quán)利要求中所記載的主題的等同范圍。而且，除非本文另有說明或文中另有明確否認(rèn)，所有可能的變體中的上述元素的任何組合包括在本申請(qǐng)的范圍內(nèi)。本申請(qǐng)參考的每個(gè)專利、專利申請(qǐng)、專利申請(qǐng)公開及其他材料(如文章、書籍、說明書、公開出版物、文檔、物品和/或等等)的全部?jī)?nèi)容通過引用并入本文用于所有目的，除
13了與本申請(qǐng)的文件不一致或相矛盾的相關(guān)任何申請(qǐng)歷史文件或任何對(duì)本發(fā)明目前的權(quán)利要求書或以后的權(quán)利要求書的最寬的范圍造成限制性影響的相關(guān)任何申請(qǐng)歷史文件。舉例而言，任何并入的材料和本申請(qǐng)文件在相關(guān)描述、定義和/或術(shù)語的使用方面可能存在不一致或矛盾，以本申請(qǐng)文件中的描述、定義和/或術(shù)語的使用為準(zhǔn)。
最后，應(yīng)當(dāng)理解的是，本申請(qǐng)公開的所實(shí)施的實(shí)施方式是示例本申請(qǐng)實(shí)施方式的原理?？刹捎玫钠渌薷目稍诒旧暾?qǐng)的范圍內(nèi)。因此，作為例子而非限制的方式，本申請(qǐng)實(shí)施方式的替代構(gòu)造可根據(jù)本申請(qǐng)的教導(dǎo)而使用。因此，本申請(qǐng)的實(shí)施方式不限于如精確表示及所說明的那些。
權(quán)利要求
1.一種培育水生物種的設(shè)備，所述設(shè)備包括容器，所述容器被配置成容納充足的培育基質(zhì)中的水生物種以使得所述水生物種正常生長(zhǎng)，其中，所述容器具有使得培育基質(zhì)在連續(xù)回路中流動(dòng)的結(jié)構(gòu)；推進(jìn)裝置，所述推進(jìn)裝置被配置成對(duì)培育基質(zhì)施加足夠的力以使其運(yùn)動(dòng)；以及自動(dòng)收獲系統(tǒng)，所述自動(dòng)收獲系統(tǒng)被配置成可不停止水生物種運(yùn)動(dòng)而收獲所述水生物種。
2.一種培育水生物種的設(shè)備，所述設(shè)備包括容器，所述容器被配置成容納充足的培育基質(zhì)中的水生物種以使得所述水生物種正常生長(zhǎng)，其中，所述容器由分隔件分隔為生長(zhǎng)隔間；風(fēng)障裝置，所述風(fēng)障裝置安裝在至少一些所述分隔件上并且被配置成減少由風(fēng)施加在所述水生物種上的力，以及自動(dòng)收獲系統(tǒng)，所述自動(dòng)收獲系統(tǒng)被配置成收獲所述水生物種。
3.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中，所述容器被配置成使得環(huán)境光線照射到所述水生物種。
4.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中，所述容器在其頂部開口。
5.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，所述水生物種選自以下屬紫萍屬、少根紫萍屬、浮萍屬、蕪萍屬和扁平無根萍屬。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，所述水生物種是浮萍。
7.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中，所述容器被配置成使得培育基質(zhì)的深度為大約 IOcm至大約50cm。
8.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，所述容器包括帶有塑料襯里的池。
9.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述容器包括外周壁，并且所述容器還包括安裝在至少一些外周壁上的且配置成減少由風(fēng)施加在所述水生物種上的力的風(fēng)障裝置。
10.如權(quán)利要求2至9任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述風(fēng)障裝置包括高度為約50cm至 IOOcm的網(wǎng)狀幕簾。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述網(wǎng)狀幕簾的高度為70cm至80cm。
12.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述幕簾包括編織的塑料。
13.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述推進(jìn)裝置選自槳輪和噴射泵。
14.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述推進(jìn)裝置是槳輪，并且所述推進(jìn)裝置還包括控制裝置，所述控制裝置被配置成控制所述推進(jìn)裝置的旋轉(zhuǎn)速度為約Orpm至約2rpm。
15.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，水生物種以0.01m/s至0. 10m/s的速度運(yùn)動(dòng)。
16.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述收獲系統(tǒng)包括傳送帶，所述傳送帶被配置成可移入培育基質(zhì)中，由此，將一部分水生物種從容器中運(yùn)出。
17.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中，所述收獲系統(tǒng)包括表面撇取器。
18.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，所述收獲系統(tǒng)包括用于將所述培育基質(zhì)回收至所述容器的裝置。
19.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括傳感器，所述傳感器被配置成監(jiān)測(cè)所述培育基質(zhì)內(nèi)的物理值并且當(dāng)所述物理值在預(yù)設(shè)參數(shù)范圍之外時(shí)指示需要進(jìn)行作業(yè)。
20.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括與所述容器流體連通的營養(yǎng)箱，其中， 所述物理值是所述培育基質(zhì)內(nèi)的養(yǎng)分水平，并且所進(jìn)行的作業(yè)是把養(yǎng)分分配到培育基質(zhì)中。
21.如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，所述養(yǎng)分選自氮、磷、鉀、二氧化碳和微量營養(yǎng)ο
22.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中，所述物理值是pH值，并且所進(jìn)行的作業(yè)是把堿性鹽添加到培育基質(zhì)中。
23.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括噴灑系統(tǒng)，所述噴灑系統(tǒng)被配置成橫跨所述容器的寬度方向施用水性溶液噴霧。
24.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括傳感器，所述傳感器被配置成監(jiān)測(cè)水生物種的浮墊厚度，并當(dāng)所述浮墊達(dá)到預(yù)設(shè)厚度時(shí)指示需要使用收獲系統(tǒng)。
25.一種培育水生物種的方法，所述方法包括提供權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，在所述容器內(nèi)放置培育基質(zhì)，把所述水生物種引入至所述培育基質(zhì)內(nèi)，以及收獲所述水生物種。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述設(shè)備還包括傳感器，所述傳感器被配置成監(jiān)測(cè)所述水生物種的浮墊厚度，并當(dāng)所述浮墊達(dá)到預(yù)設(shè)厚度時(shí)提供信號(hào)；并且，收獲所述水生物種包括響應(yīng)所述信號(hào)而使用所述收獲系統(tǒng)。
27.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述水生物種選自以下屬紫萍屬、少根紫萍屬、 浮萍屬、蕪萍屬和扁平無根萍屬。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述水生物種是浮萍。
29.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述培育基質(zhì)選自淡水、微咸水和咸水。
全文摘要
本發(fā)明公開了培育并收獲高生長(zhǎng)率的浮游水生物種的系統(tǒng)。本發(fā)明還公開了使用這樣的系統(tǒng)培育并收獲浮游水生物種的方法。
文檔編號(hào)A01G31/00GK102448286SQ201080023569
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日
發(fā)明者亞當(dāng)·賈萬, 哈維·韋弗, 威廉·格里科, 布賴恩·洛瓦斯, 赫克托·J·昆巴 申請(qǐng)人:Pa有限責(zé)任公司