集裝箱植物工廠

集裝箱植物工廠是一種自動(dòng)化程度高、不受外界環(huán)境限制的微型植物工廠。



植物工廠可以大幅提高單位土地利用率、產(chǎn)出率和經(jīng)濟(jì)效益，自動(dòng)化程度高，具有生產(chǎn)計(jì)劃性，使農(nóng)產(chǎn)品安全無(wú)污染，生產(chǎn)操作省力等特點(diǎn)。在極端惡劣的環(huán)境條件進(jìn)行生產(chǎn)，有利于擺脫資源與環(huán)境的限制，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，植物工廠被認(rèn)為是21世紀(jì)解決世界資源、人口和環(huán)境問(wèn)題的重要途徑，也是未來(lái)高科技工程(如航天工程、海洋探索過(guò)程)中實(shí)現(xiàn)食物自給的重要途徑。

微型植物工廠是將植物工廠的技術(shù)進(jìn)一步濃縮，集成在一個(gè)很小密閉的空間里，通過(guò)智能自動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)控植物生長(zhǎng)的環(huán)境，為作物提供適宜的光照、溫度、濕度環(huán)境，以及合理比例的營(yíng)養(yǎng)液。集裝箱型植物工廠是微型植物工廠的一種代表形式。箱體全部由鐵皮包裹，便于運(yùn)輸，密閉的環(huán)境可以使內(nèi)部種植環(huán)境與外界環(huán)境隔離。

集裝箱植物工廠由集裝箱外殼、栽培系統(tǒng)、環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)、營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)等組成。

栽培系統(tǒng)采用方便拆卸的鋁合金栽培層架，栽培架一般為4層式結(jié)構(gòu)；外箱和種植板為PVC發(fā)泡板，利用內(nèi)設(shè)卡扣將其固定在栽培層架上，方便拆卸、視覺(jué)美觀。每層栽培空間上方布置有LED植物燈條，下方布置栽培槽，栽培槽為管道式，采用上下分體式栽培槽。
 

供液系統(tǒng)分為營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)和自動(dòng)配肥系統(tǒng)。一個(gè)集裝箱植物工廠只需一套配肥系統(tǒng)，共設(shè)置A、B、C體積為20L的3個(gè)母液桶，母液桶內(nèi)部設(shè)置自動(dòng)攪拌裝置。根據(jù)中控系統(tǒng)的進(jìn)液量控制，自動(dòng)將適當(dāng)?shù)哪敢捍蛉胂路降目傄合洌儆煽傄合漭斔偷矫總€(gè)栽培架下方的貯液槽中。

營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)主要由營(yíng)養(yǎng)液貯液槽、循環(huán)泵、營(yíng)養(yǎng)液供液管路、營(yíng)養(yǎng)液回液管路等裝置組成，主要功能是使?fàn)I養(yǎng)液在栽培槽中循環(huán)流動(dòng)。列栽培架下各有2個(gè)貯液槽貯液槽內(nèi)的循環(huán)泵可將營(yíng)養(yǎng)液供給到上部栽培架植物，保證植物的正常生長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)液再經(jīng)過(guò)過(guò)濾孔流回貯液槽。貯液槽內(nèi)設(shè)置有高、低水位液位器和EC、pH、溫度傳感器，進(jìn)水、進(jìn)液、出水口，可以自動(dòng)控制補(bǔ)液量、補(bǔ)液濃度和補(bǔ)水量。

為了滿足種植架種植空間的充分應(yīng)用，植物照明設(shè)備需選擇防水性能好，安裝方便，空間占用體積小的條形燈類別。LED燈可根據(jù)植物生長(zhǎng)需求與光合反應(yīng)吸收相符合的特性光譜提供不同波長(zhǎng)的單色光。該集裝箱使用的LED燈條采用合理紅藍(lán)光配比，柔和白光的視覺(jué)設(shè)計(jì)，不會(huì)刺激人眼。
 

環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。每種作物都有自己適合的生長(zhǎng)環(huán)境，苣科植物喜涼，最適溫度為 18~22℃。葉菜種植集裝箱白天可將溫度控制在15~26℃；夜間控制在10~18℃最適溫度為10~15℃，盡量保證晝夜溫差6~10℃。集裝箱植物工廠的環(huán)境控制系統(tǒng)主要利用空調(diào)、排風(fēng)扇的作用，空調(diào)控制溫度、濕度變化；風(fēng)機(jī)、排氣扇促進(jìn)內(nèi)部空氣流通，通風(fēng)散熱；CO2，裝置可調(diào)節(jié)室內(nèi)氣體變化。

智能控制系統(tǒng)由各控制參數(shù)的傳感器及各種智能設(shè)備連接起來(lái)，以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為核心，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)采集，信息反饋工作命令控制執(zhí)行。本集裝箱植物工廠智能系統(tǒng)主要用于植物工廠內(nèi)環(huán)境的調(diào)控，包括溫度、濕度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)目標(biāo)溫度調(diào)節(jié)制冷、供暖濕度，實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)液分層循環(huán)、定時(shí)供液，能夠按照設(shè)定時(shí)間自動(dòng)控制LED 光源的閉合與斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)不同光照周期的轉(zhuǎn)換、自動(dòng)配肥和營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)灌溉控制2。自動(dòng)控制系統(tǒng)主要包括控制器、傳感器(溫濕度、液位)和觸摸操作屏。