CZ37463U1 - Uzavřený systém pro pěstování raných stádií rostlin - Google Patents

Description

Uzavřený systém pro pěstování raných stádií rostlin

Oblast techniky

Řešení se týká uzavřeného systému pro pěstování raných stádií rostlin, zejména obilovin, případně zeleniny, v uzavřeném prostoru s řízenou atmosférou, závlahou a osvětlením. Prostor je oddělen od okolního prostředí a může jej tvořit buď lodní kontejner nebo jiný samostatný stavební objekt.

Dosavadní stav techniky

V současné době se pro pěstování raných stádií zejména obilovin používá především lodní kontejner. Ten bývá rozdělen na dvě části - technologickou a pěstební.

V technologické části je umístěna veškerá technologie, tedy klimatizace, vodní nádrže, jednotka pro germinaci, rozvaděč elektro s ovládáním apod.

V pěstební části se nachází po jedné straně kontejneru regály, v nichž jsou umístěny v několika patrech pěstební misky. V těchto miskách vyrůstá obilí od zrna až po výhonky. Každé patro regálu má vlastní osvětlení. Každá z misek je ve spodní části napojena na rozvod čerstvé vody, který slouží zároveň i k odvodu použité vody. Zrno, později výhonky, jsou tak v misce zavlažovány zespoda zaplavením. Pro řízení výšky hladiny v jednotlivých patrech regálu (miskách) je využíván plovákový systém, v němž voda proudí samospádem. Jako zálivka se používá čistá neupravená voda.

V pěstebním prostoru je udržována prostřednictvím klimatizace atmosféra s konstantní teplotou a klimatizace zároveň slouží pro snižování vzdušné vlhkosti, protože pro pěstování v uzavřeném prostoru je největším rizikem vznik plísní.

K manipulaci s miskami je určena ulička u protější stěny kontejneru. Touto uličkou se misky se zrnem přinášejí, zakládají do jednotlivých pater regálu a po vypěstování výhonků se opět vyndávají a vynášejí. Manipulace s miskami tak probíhá z delší/boční strany regálu kolmo na jeho podélnou osu a celý proces je zdlouhavý a náročný.

Při manipulaci je třeba každou misku přinést do pěstebního prostoru, zasunout z boku do jednotlivých pater v regálu a napojit na přítok (a zároveň odtok) vody. Po ukončení pěstebního procesu je nutné misku odpojit od rozvodu vody, vyjmout z regálu a uličkou vynést z pěstebního prostoru. Tento proces je náročný nejen na čas obsluhy, ale představuje i velkou fyzickou námahu - každá z misek po vypěstování váží cca 15 kg.

Opakující se napojování a odpojování misek na rozvod vody sebou přináší mechanické opotřebení spojů, které trpí netěsností a mechanickou degradací. Spádový plovákový systém rozvodu vody je nutné často čistit, neboť se zanáší nečistotami z vody, která odtéká z misek. Vzhledem k tomu, že je používán stejný rozvod pro přítok čisté vody a odtok použité/znečištěné vody, je tento stav rizikem pro vznik plísní. Čištění rozvodů je časově náročné. V rámci čištění je třeba dbát na správnou zpětnou montáž plovákového systému, což klade nároky na pečlivost a zručnost obsluhy - a je zdrojem nefunkčnosti systému.

Pro omezení vzniku plísní se nyní používá pouze snižování vzdušné vlhkosti prostřednictvím klimatizace.

Ulička pro manipulaci s miskami musí mít větší šířku, což zabírá místo v pěstebním prostoru. To je nevýhodné, neboť se snižuje objem vypěstovaných rostlin v rozporu s tím, že v současnosti

- 1 CZ 37463 U1 stoupá poptávka po tzv. zdravé výživě, do které patří právě obilné klíčky nebo čerstvé zelené výhonky obilovin i zeleniny.

Podstata technického řešení

Uvedené nevýhody odstraňuje uzavřený systém pro pěstování raných stádií rostlin v klimatizovaném prostředí s kontinuálním zavlažováním, stabilní teplotou a vzdušnou vlhkostí, podle technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že ho zpravidla tvoří pěstební, technologický prostor a manipulační prostor, přičemž pěstební prostor je opatřen klimatizací, zavlažováním, osvětlením, cirkulací vzduchu, teploměrem a vlhkoměrem. V technologickém prostoru se nachází především nádrže, čerpadla, řídící jednotka, rozvaděč, měřící technika, vzduchotechnika, generátor ozónu a zařízení pro sycení vody ozónem. Dále je manipulační prostor pro obsluhu misek nebo pásů. Uprostřed pěstebního prostoru je úzká ulička a po jejích stranách jsou v podélných patrových regálech nad sebou uspořádány misky nebo pásy se semeny rostlin, nad kterými jsou v každém patře tlakové tryskové rozvody ozónové vody ze zavlažování. Na podlaze uzavřeného systému je odpadní vodní potrubí, které je spojeno se zásobníkem pro odpadní vodu v technologickém prostoru, ve kterém je umístěn také generátor ozonu, který je spojen se zásobníkem s ozónovou vodou. Dále je automatizační jednotka, která řídí provoz uzavřeného systému. Misky nebo pásy jsou umístěny na kolejnicích, rolnách nebo kluzných plochách na dnech regálů, přičemž misky nebo pásy jsou opatřeny zařízením pro jejich koordinovaný nebo automatický pohyb.

Uzavřený systém podle technického řešení je charakterizován tím, že je zautomatizován a je opatřen samospádem vody.

Uzavřený systém podle technického řešení je dále charakterizován tím, že má zahnutý tvar a v jeho kratší části je manipulační prostor.

V pěstebním prostoru jsou umístěny regály s pěstebním zařízením, které mohou tvořit buď misky pohybující se na rolnách umístěných v každém patře regálu, nebo jej tvoří pohyblivý (dopravníkový) pás v každém patře regálu. V případě misek se tyto zakládají a vyjímají z čela regálu v manipulačním prostoru. V případě pásu se z v manipulačního prostoru pokládá zrno na pás a sklízí se vypěstovaná raná stádia rostlin.

Dále se v pěstebním prostoru nachází zavlažovací zařízení, osvětlení a vzduchotechnika.

Je výhodné, když uzavřený systém podle technického řešení nemá pouze lineární uspořádání pěstebního, manipulačního a technologického prostoru, ale technologický a manipulační prostor mohou být umístěný v samostatné jednotce kolmo na jednotku s pěstebním prostorem. Misky nebo pásy se semeny rostlin se vkládají z čelní části, aniž by obsluha vcházela dovnitř tohoto uzavřeného pěstebního prostoru. To umožňuje automatický provoz celého systému, včetně sklizně vyklíčených klíčků nebo zelených výhonků a podstatně to zjednodušuje manipulaci s miskami nebo pásy. Vnitřní úzká ulička slouží jen pro zajištění technického servisu.

Výhodou uzavřeného systému podle technického řešení je využití závlahy postřikem, ne zaplavením. Nad každým patrem regálu jsou umístěny tlakové rozvody vody s tryskami, jimiž je přiváděna ozónová voda ke skrápění prostoru pod sebou. Odtok vody je samospádem na podlahu pěstebního prostoru, odkud je odváděna odpadním potrubím. Zavlažování osiva a výhonků je ovládáno automatickým systémem. To, že závlaha v pěstebním prostoru je prováděna vodou nasycenou ozónem (O3), tzv. ozónovou vodou, zamezí nežádoucímu vzniku plísní, protože ozón má silné desinfekční účinky. Zároveň po svém rozpadu na O2 dodá rostlinám potřebný kyslík.

Do pěstebního prostoru je navíc umístěno zařízení pro snižování vzdušné vlhkosti, což je další výhoda uzavřeného systému podle technického řešení. Další výhodou je i úspora vody.

- 2 CZ 37463 U1

Objasnění výkresů

Na přiloženém výkrese je na Obr. 1 schematicky znázorněn uzavřený systém podle technického řešení, ve kterém jsou semena rostlin umístěna v miskách, které jsou buď opatřené kolečky na každé z misek zapadajících do kolejniček v jednotlivých patrech regálu, nebo misky pojíždějí po kolejničkách opatřených kolečky. Uzavřený systém v zahnutém tvaru tvoří dva kontejnery spojené do tvaru L.

Na Obr. 2 je schematicky znázorněn uzavřený systém podle technického řešení, ve kterém jsou semena rostlin umístěna na pohyblivých dopravníkových pásech. Uzavřený systém v zahnutém tvaru tvoří dva kontejnery spojené do tvaru L.

Na Obr. 3 je znázorněn uzavřený systém podle technického řešení, ve kterém jsou semena rostlin umístěna v miskách, které jsou buď opatřené kolečky na každé z misek zapadajících do kolejniček v jednotlivých patrech regálu, nebo misky pojíždějí po kolejničkách opatřených kolečky. Uzavřený systém v rovném nezahnutém tvaru tvoří jeden lodní kontejner.

Na Obr. 4 je schematicky znázorněn uzavřený systém podle technického řešení, ve kterém jsou semena rostlin umístěna na pohyblivých dopravníkových pásech. Uzavřený systém v rovném nezahnutém tvaru tvoří jeden lodní kontejner.

Příklady uskutečnění technického řešení

Příklad 1

Uzavřený systém podle technického řešení byl vytvořen z lodního kontejneru a měl tvar písmena L. V delším pěstebním prostoru 13 byly umístěny dva několikapatrové regály, mezi kterými byla úzká ulička pro technický servis. Pěstební prostor 13 byl dále opatřen klimatizací 9, teploměrem 10 a vlhkoměrem 11. Na regálech byly instalovány kolejnice pro pohyb misek 1 se zeminou se semeny rostlin, které byly vybrány z obilovin, zejména z ječmene, luštěnin, např. fazole mungo, nebo semínka řeřichy. Misky 1 byly opatřeny kolečky, která zapadala do kolejnic v regálech. To podstatně usnadnilo a zlehčilo práci obsluhujícímu personálu. Pro pohyb misek 1 je možné také využití kolejniček s rolnami (kolečky) v každém patře regálu, po kterých misky 1 pojíždějí. Misky 1 se z čela regálů postupně zakládaly a zasunovaly ve směru podélné osy regálů. Stejným způsobem se misky 1 odebíraly po vypěstování raných stádií rostlin.

Nad miskami 1 bylo umístěno zavlažování 3, které v každém patře regálů tvořily tlakové tryskové rozvody ozónové vody pro zkrápění semen rostlin. Na podlaze uzavřeného systému podle technického řešení bylo odpadní vodní potrubí 4 po samospádný sběr přebytečné vody, které bylo spojeno se zásobníkem 5 pro odpadní vodu v technologickém prostoru 12, ve kterém byl umístěn také generátor 6 ozonu, který byl spojen se zásobníkem 7 s ozónovou vodou. Tímto uzavřeným samospádným vodním okruhem dochází k úspornému hospodaření s vodou. V technologickém prostoru 12 je dále automatizační jednotka 8, která je propojena s pohyblivými miskami 1 a umožňuje jejich automatický pohyb v patrech regálů.

Manipulační prostor 14 slouží k manipulaci s miskami 1 (zasetí, sklizení, mytí) nebo obsluze pásu 2 (zasetí, sklizení). Pokud je umístěn v kratší zahnuté části uzavřeného systém podle technického řešení, dojde k podstatnému zvětšení pěstební plochy.

Uzavřený systém podle technického řešení je plně zautomatizován až do vypěstování potřebného raného stádia konkrétní rostliny, kdy dojde k ruční sklizni a založení nově osetých misek 1. Novým uspořádáním regálů a vytvořením jen úzké uličky v uzavřeném systému podle technického řešení

- 3 CZ 37463 U1 došlo k zvětšení plochy pro pěstování a tím i ke zvýšení výnosu. Celý uzavřený systém podle technického řešení je opatřen osvětlením (15).

V uzavřeném systému podle technického řešení se musí 20 až 40x za hodinu vyměnit vzduch, využívá se (ale také nemusí) rekuperace tepla. Něco vymění klimatizace, zbytek jde přes rekuperační jednotku zvenku. Jinak se musí ještě zabezpečit cirkulace vzduchu 16 uvnitř uzavřeného systému, aby vzduch „nestál“.

Uzavřený systém podle technického řešení může tvořit běžný lodní kontejner nebo jiné obdobné uzavřené zařízení, případně jejich kombinace.

Příklad 2

Podle Příkladu 1 byl vytvořen uzavřený systém podle technického řešení ve tvaru L s tím rozdílem, že v jednotlivých patrech regálů byly umístěny pásy 2 se semeny rostlin, které se plynule pohybovaly při sklizni nebo dalším osevu. Dopravníkové pásy 2 tvoří jednotlivá patra v regále a zrno nebo semena jsou na ně rozprostírány v konstantní výšce při pohybu pásu 2. To rovněž podstatně ulehčilo a zjednodušilo práci obsluze.

Příklad 3

Podle Příkladu 1 byl vytvořen uzavřený systém podle technického řešení z nezahnutém rovném tvaru, ve kterém docházelo ke klíčení rostlinných semen na pohyblivých miskách 1 v regálech a obsluha misek 1 probíhala z čela tohoto uzavřeného systému.

Příklad 4

Podle Příkladu 1 byl vytvořen uzavřený systém podle technického řešení z nezahnutém rovném tvaru, ve kterém docházelo ke klíčení rostlinných semen na pohyblivých pásech 2 a jejich obsluha probíhala z čela tohoto uzavřeného systému.

Průmyslová využitelnost

Nový uzavřený systém pro pěstování raných stádií rostlin přináší mnoho výhod oproti dosavadnímu stavu. Čelním vkládáním misek nebo pásů se semeny rostlin snižuje časovou a fyzickou náročnost pro obsluhu, zvětšuje plochu pro pěstování rostlin a tím i jejich výnos, odstraňuje složitý rozvod vody, nutnost jeho čištění a seřizování, dále výrazné snižuje (odstraňuje) rizika vzniku plísní, protože semena rostlin zkrápí ozónovou vodou, dále šetří vodu. Je zautomatizovaný a opatřený samospádným vodním hospodářstvím.

Claims (3)

1. Uzavřený systém pro pěstování raných stádií rostlin v klimatizovaném prostředí s kontinuálním zavlažováním, stabilní teplotou a vzdušnou vlhkostí, vyznačující se tím, že tento systém tvoří pěstební prostor (13), technologický prostor (12) a manipulační prostor (14), přičemž pěstební prostor (13) je opatřen klimatizací (9), zavlažováním (3), osvětlením (15), cirkulací vzduchu (16), teploměrem (10) a vlhkoměrem (11), v technologickém prostoru (12) se nachází nádrže, čerpadla, řídící jednotka, rozvaděč, měřící technika, vzduchotechnika, generátor (6) ozónu a zařízení pro sycení vody ozónem, a manipulační prostor (14) je uzpůsoben pro obsluhu misek (1) nebo pásů (2), přičemž uprostřed pěstebního prostoru (13) je úzká ulička a po jejích stranách jsou v podélných patrových regálech nad sebou uspořádány misky (1) nebo pásy (2) se semeny rostlin, nad kterými jsou v každém patře tlakové tryskové rozvody ozónové vody pro zavlažování (3), na podlaze uzavřeného systému je odpadní vodní potrubí (4), které je spojeno se zásobníkem (5) pro odpadní vodu v technologickém prostoru (12), ve kterém je umístěn také generátor (6) ozonu, který je spojen se zásobníkem (7) s ozónovou vodou, dále automatizační jednotka (8), která je propojena s pásem (2) pro automatický provoz uzavřeného systému, přičemž misky (1) nebo pásy (2) jsou umístěny na kolejnicích, rolnách nebo kluzných plochách na dnech regálů, a misky (1) nebo pásy (2) jsou opatřeny zařízením pro jejich koordinovaný nebo automatický pohyb.

2. Uzavřený systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že je zautomatizován a je opatřen samospádem vody.

3. Uzavřený systém podle nároku 1 a 2, vyznačující se tím, že má zahnutý tvar a v jeho kratší částí je technologický prostor (12) a manipulační prostor (14).