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Die Erfindung betrifft eine Anlage zur gewerblichen Aufzucht von Pflanzen, mit einer Mehrzahl von jeweils mindestens eine Pflanze aufnehmenden Zuchtstationen.
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Gewächs- oder Treibhäuser sind gewerblich oder privat genutzte Bauwerke zur Aufzucht von Pflanzen, z. B. von Gemüse wie Gurken oder Tomaten. Diese können in Gewächshäusern geschützt vor Witterungseinflüssen wie hohen Niederschlägen, Hagel, starkem Wind oder großen Temperaturschwankungen heranwachsen. Dank der Lichtdurchlässigkeit der Außenflächen der Gewächshäuser staut sich in deren Innerem die Temperatur, was das Wachstum der Pflanzen zusätzlich fördert. Maßnahmen wie Bewässerung oder Düngung können in solchen Anlagen besonders effektiv und zielgerichtet durchgeführt werden. Dach- und Außenflächen werden üblicherweise aus Glas, zunehmend aber auch aus transparenten Kunststoffplatten oder -folien hergestellt. In der Industrialisierung von Treibhäusern dreht es sich allgemein um die zwei wesentlichen Gesichtspunkte Energiebedarf und Effizient des Energieeinsatzes. Mittlerweile nehmen Treibhäuser eine Höhe von um 5 Meter ein. Es werden Ernten von rund 50 kg/m2 pro Jahr erzielt. Je nach Anbaugebiet und -klima können die Energiekosten 50% und mehr des Ertrages verschlingen, was unter Umwelt- wie Kostenaspekten nicht als zufrieden stellend angesehen werden kann.
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Damit stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, eine Anlage zur gewerblichen Aufzucht von Pflanzen, insbesondere von Gemüse wie Gurken oder Tomaten zu präsentieren, die eine besonders effektive Aufzucht der Pflanzen bei Verbrauch nur eines Minimums an Energie auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Zuchtstation ein Gestänge mit mindestens einem auf diesem Gestänge positionierten Behälter zur Aufnahme der Wurzel mindestens einer Pflanze aufweist, wobei an Behälter und/oder Gestänge Führungen für die Pflanze an Behälter und/oder Gestänge in Abwärtsrichtung vorgesehen sind.
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In solch einer Zuchtstation werden die Pflanzen von oben nach unten zwangsgeführt. Das Mikroklima speziell in einem dank neuester Paneeltechnik bis zu 10 m hoch bauenden Treibhaus wird dabei so genutzt, dass optimale Licht- und Wärmeverhältnisse für die Pflanzen bestehen. Dass sich über die Höhe des Treibhauses verteilt unterschiedliche klimatische Verhältnisse einstellen, wird gezielt ausgenutzt. Ein besonderer Aspekt der Erfindung liegt darin, dass die Zuchtstationen mobil ausgebildet sind. Die Pflanzen können ständig unter Ausnutzung der besten klimatischen Position umgestellt und neu positioniert werden. Dies gilt in Bezug auf die Positionierung innerhalb der Fläche des Treibhauses wie auf die Höhenposition. Dabei bietet das Wurzelwerk den höchsten Punkt der Pflanze, die von dort in Richtung Boden wächst. Die Mobilität der Zuchtstationen ermöglicht darüber hinaus eine verbesserte Kontrolle des Wachstums der Pflanze und eine Ernte, indem die mobile Pflanze zu diesem Zweck zum Erntehelfer transportiert wird.
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Es empfiehlt sich in diesem Zusammenhang, wenn in der Anlage mehrere Zuchtstationen auf einem Rundkurs geführt sind. Vergleichbar einem Karussell werden die einzelnen Zuchtstationen mit einer oder mehreren Pflanzen in parallelen Endlosschleifen geführt, wenn eine Änderung der auf die jeweilige Zuchtstation einwirkenden klimatischen Verhältnisse sinnvoll ist oder wenn es ans Ernten geht.
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Den Rundkurs, auf dem die verschiedenen Zuchtstationen geführt sind, geben Schienen vor, die zweckmäßigerweise am Dach des Gewächshauses befestigt sind, sodass die Zuchtstationen an mindestens einer Schiene hängend geführt sind. Dies begünstigt insbesondere auch die optimale Ausnutzung der Höhe des Treibhauses in Zusammenhang mit dem Wachstum von oben nach unten und somit der herrschenden klimatischen Verhältnisse in dem jeweiligen Treibhaus.
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Vorgesehen ist, dass die Zuchtstationen über einen Rahmen an der Schiene geführt sind, wobei der Rahmen an seiner Oberseite mindestens ein in oder an der Schiene geführtes Rad aufweist. Der Rahmen dient also zur Führung der Zuchtstation an der Schiene, indem dessen Oberseite mit dem Rad in der Schiene geführt ist, während die Unterseite des Rahmens zur Aufnahme des Behälters und damit der Wurzel der Pflanze dient. Nach diesem Vorschlag ist also der Behälter zur Aufnahme der Pflanzen in Verbindung mit dem Rahmen gleichzeitig der Schienenwagen.
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Wenn die einzelnen Zuchtstationen in einem Rundkurs z. B. zum Zwecke der Ernte geführt werden, empfiehlt es sich, dass benachbarte Zuchtstationen über Gelenkwellen miteinander verbunden sind, um ein effektiveres und gleichmäßigeres Verfahren der Vielzahl von Zuchtstationen unter Wahrung der erforderlichen Abstände zu gewährleisten.
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Was Formgebung, Anordnung und Aufbau des Behälters betrifft, bietet die Erfindung ebenfalls diverse Vorteile. Die Wurzel der Pflanze bzw. das diese umgebende Substrat wird versorgt, indem der Behälter einen Anschluss für eine Ringleitung zur Versorgung des Behälterinhaltes mit Wasser und/oder Gas aufweist. Über eine entsprechende Ringleitung wird der Wasseranschluss Vorlauf verbunden. Über den Wasseranschluss Rücklauf wird das überschüssige Wasser wiederum der Ringleitung zugeführt. In die entsprechenden Anschlüsse können Filter integriert werden, um zu vermeiden, dass das Substrat in die Leitungen eindringen und diese verstopfen kann. Über dieses Ringleitungssystem erhalten die Pflanzen ein Gemisch aus Wasser und Nährstoffen gegebenenfalls mehrfach, in jeder Weise aber gesondert und gezielt in Abhängigkeit von der in dem Behälter wachsenden Pflanze und ihrem aktuellen Wachsstadium. Über den Gasanschluss gelangt zusätzlich benötigter Sauerstoff oder ein anderes das Wachstum der Pflanze förderndes Gas in den Behälter. Der Behälter selbst ist mit einer Abdeckung versehen, die zentral mindestens eine Öffnung aufweist, die zur Durchführung der Pflanze nach außen dient.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Anlage mit Erntestationen ausgerüstet ist, an denen die Zuchtstationen in ihrem Rundkurs vorbeigeführt werden. Diese Erntestationen können in ihrer Höhe verstellt werden und ggf. auch verfahrbar ausgebildet sein, wobei sich die Verfahrbarkeit im Prinzip dank der Mobilität der Zuchtstationen erübrigt.
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Der Erntehelfer kann bequem und körperschonend in der Erntestation verweilen, während die Zuchtstationen gewissermaßen zu seinem Arbeitsplatz verfahren bzw. an diesem vorbei gefahren werden. In diesem Sinne ist der Vorschlag zu verstehen, wonach die Erntestation durch ein in der Höhe verstellbares Gehäuse zur Aufnahme mindestens einer Person gebildet ist. Das Gehäuse hängt an einer Schiene und ist dort über eine Seilwinde befestigt. Über diese Winde kann der Erntehelfer zum Beispiel mit Hilfe einer Fernbedienung die Höhenverstellung seiner Erntestation erwirken, um die Früchte an der zwangsgeführten Pflanze zu ernten oder Gebindearbeiten etc. an dieser vorzunehmen.
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Es gilt nun, auf eine die Früchte schonende Weise diese aus dem Gehäuse zum Boden zu transportieren. Dass die Erntestation mit einem Schlauch zur Aufnahme und Führung der geernteten Früchte in Richtung einer Transporteinrichtung ausgerüstet ist, entspricht diesen Vorgaben. Der flexible Schlauch passt sich der jeweiligen Höhe des Gehäuses an, ohne Falten oder Querschnittsverengungen zu bilden. Der Schlauch bietet eine Fallhilfe für das Erntegut und transportiert dieses zielgenau und schonend in Richtung einer Transporteinrichtung.
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Bevorzugt ist daran gedacht, dass der Schlauch aus einem Gewebe hergestellt ist und damit aus einem Material, wie man es von modernen Verbandsstrümpfen kennt. Solch ein Gewebe überwindet Höhenunterschiede elastisch und passt sich diesen allein durch Veränderung seines Durchmessers an. Für die Ernte bedeutet dies, dass sich das Gewebe in seinen Abmessungen der Größe der jeweils von Gehäuse in Richtung Transporteinrichtung beförderten Früchte wie dem von dem Schlauch zu überwindenden Abstand zwischen Erntestation und Transporteinrichtung anpasst. Um die Einführung der Früchte in das Gewebe zu erleichtern, ist ein Einführungsrahmen an der Oberseite des Gewebes vorgesehen, welcher das Gewebe in seinem Umfang komplett einfasst und hierbei den maximalen elastischen Durchmesser annimmt. Die in das Gewebe eingeführte Frucht wird im freien Fall über die Wandungen des Gewebes mehr oder weniger gebremst. D. h. je höher der Erntehelfer sich mit dem Gehäuse und damit auch dem Schlauch befindet, desto geringer ist der Durchmesser und desto höher ist gleichzeitig die auf die nach unten rutschende Frucht ausgeübte Bremskraft.
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Ergänzend hierzu empfiehlt es sich, wenn der Schlauch an seinem unteren, der Transporteinrichtung zugewandten Ende einen zumindest annähernd horizontal verlaufenden Abschnitt aufweist. Das untere Ende des Gewebes ist um möglichst 90° Grad versetzt zur eigentlichen Fallrichtung, sodass die Frucht beim Durchrutschen durch den Schlauch in diesem letzten, zumindest annähernd waagerecht angeordneten Abschnitt auf besonders schonende Weise gebremst wird.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn an dem der Transporteinrichtung zugewandten unteren Ende des Schlauchs eine Dämpfung vorgesehen ist, die eine zusätzliche entsprechend schonend bremsende Wirkung auf die durch den Schlauch durchrutschende Frucht ausübt.
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Um einen schnellen Abtransport der geernteten Früchte zu gewährleisten, ist daran gedacht, dass zwischen Schlauch und Transporteinrichtung eine Verteilstation angeordnet ist. Bis auf dem als Transporteinrichtung beispielsweise eingesetzten Transportband ein freier Platz erkannt ist, werden die Früchte von einem Schieber auf das Transportband geschoben, von dem aus sie dann zu einer Wascheinrichtung bzw. zur weiteren Verarbeitung gelangen.
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Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass eine Anlage zur besonders kosten- und energieeffizienten gewerblichen Aufzucht von Pflanzen wie Gurken, Tomaten etc. geschaffen ist. Die klimatischen Verhältnisse innerhalb eines bis zu 10 Meter hohen Gewächshauses werden durch eine Positionierung des die Wurzel einer Pflanze aufnehmende Behälters in unmittelbarer Nähe zum Gehäusedach ausgenutzt. Die Pflanze wächst dann zwangsgeführt an einem Gestänge unterhalb des Behälters nach unten. Dieses Ensemble ist als mobile Zuchtstation ausgebildet, d. h. es kann letztlich beliebig in dem Gewächshaus verfahren werden. Gedacht ist allerdings vor allem an eine Art Rundkurs für eine Vielzahl solcher Zuchtstationen für Inspektionsfälle und letztlich die Ernte. Hier kommen besondere Erntestationen ins Spiel, die in der Höhe verstellbar sind und an denen die Zuchtstationen vorbeigeführt werden, damit das in der Erntestation arbeitende Personal diese mit wenig Aufwand und praktisch ohne Umrüstarbeiten ernten kann. Die Früchte werden in einen Schlauch abgelegt, welcher sich der Größe der Früchte wie der zu überbrückenden Entfernung ideal anpasst und gelangen dann zu einem Transportband, wo sie gezielt zur Weiterverarbeitung, d. h. zur Qualitätskontrolle, Reinigung, Sortierung, Verpackung etc. abgeleitet werden können.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:
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1 eine Zuchtstation,
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2 eine Führung für eine Zuchtstation,
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3 eine Erntestation und
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4 die Draufsicht auf eine Anlage.
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In 1 ist eine Zuchtstation 3 dargestellt. Diese umfasst einen Behälter 6 am oberen Ende 46 eines Gestänges 7, wobei die in der Zuchtstation herangezogene Pflanze 2 von oben nach unten in Pfeilrichtung 47 wächst. Die Pflanze 2 samt Wurzelwerk befindet sich dabei zweckmäßigerweise am höchsten Punkt des Gewächshauses. Führungen 8 dienen dazu, dass die Pflanze tatsächlich in die gewünschte Abwärtsrichtung 47 wächst und darüber hinaus um Pflanze 2 samt Früchten 17 zusammenzuhalten.
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2 zeigt die Aufhängung und Führung für solch eine Zuchtstation 3 mit dem Behälter 6 und dem Gestänge 7. Die Aufhängung des Behälters ist in den Rahmen 22, genauer gesagt in dessen Unterteil 24 integriert, während der obere Teil 23 des Rahmens 22 auf bzw. in der Schiene 21 geführt ist. Hierzu dient ein Rad 25. Benachbarte Zuchtstationen 3 sind über Gelenkwellen 26 miteinander verbunden, d. h. zwischen Welle 26 und Behälter 6 befindet sich jeweils ein Gelenk 27. Der Deckel 28 des Behälters 6 weist eine zentrale Öffnung 29 auf, durch welche die hier nicht dargestellte Pflanze aus dem Innenraum des Behälters herauswachsen kann. Gefüllt ist der Behälter 6 mit einem Pflanzsubstrat 48, das aus einem individuell der Pflanze angepassten Gemisch besteht. Anschlüsse 31, 32, 51, 52 dienen zur Integration des jeweiligen Behälters 6 in hier nicht dargestellte Ringleitungen zwischen den verschiedenen Zuchtstationen. Diese dienen zur Versorgung von Wasser und Sauerstoff bzw. zum Abführen überschüssigen Wassers und zur gezielten Versorgung der Wurzel.
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Der Erntehelfer verweilt unterdessen in einer Erntestation 11 gemäß 3, genauer gesagt auf dem Sitz 36, von wo aus er über eine Fernbedienung das Gehäuse 12 der Erntestation 11 zumindest in der Höhe verstellen kann. Hierzu dient die Seilwinde 38, aufgehängt ist das Gehäuse 12 an einer Schiene 37. Die Zuchtstationen werden an solch einer Erntestation 11 vorbeigeführt, die Früchte werden geerntet und gelangen über die Einführöffnung 43 in einen Schlauch 13 aus einem flexiblen Gewebe. Dieser Schlauch 13 passt sich der jeweiligen Höhe des Gehäuses 12 an, ohne Falten oder Querschnittsverengungen zu bilden. Das untere Ende 16 des Schlauchs wird durch einen zumindest annähernd horizontal verlaufenden Abschnitt 18 gebildet, der maßgeblich dazu dienen soll, das durch den Schlauch 12 herunterrutschende Gemüse abzubremsen. Ergänzt wird diese Funktion durch eine Dämpfung 34 an und/oder in dem Schlauch 13 an seinem unteren Ende 16. Der Schlauch 13 mündet in eine Verteilstation 15, wo die geerntete Frucht, unterstützt durch einen Schiebermechanismus, an eine freie Stelle auf der Transporteinrichtung 14 abgegeben wird.
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In 4 sind sechs Kreisläufe veranschaulicht und mit den Bezugszeichen 53–58 versehen. Diese umfassen eine sehr hohe Zahl von Zuchtstationen, die, vergleichbar einem Karussell geführt werden. Beispielhaft sind in dem Kreislauf 53 drei Zuchtstationen mit den Bezugszeichen 3, 4 und 5, die Dreheinheit mit 45 bezeichnet. In Pfeilrichtung 39 drehen sich diese Zuchtstationen 3, 4, 5 etc., so dass sie von den Erntestationen 11, 59, 60 aus abgearbeitet werden können. Anschaulich ist hier vor allem, dass im Gegensatz zu bisherigen Lösungen die abzuerntende Pflanze zur Erntestation 11, 59, 60 gelangt – und nicht umgekehrt. Transporteinrichtungen 14, 19 hier Transportbänder, dienen zur Abführung des Ernteguts zu den beiden Waschstationen 43, 44, von wo aus sie dann über die Fächereinrichtung 41 und das zentrale Förderband 42 zur weiteren Verarbeitung wie Qualitätskontrolle Trocknung, Wiegen, Sortieren, Verpacken gelangen.
