NL1033212C2

NL1033212C2 - Systeem voor groei- en/of opbrengstbevorderend conditioneren van planten.

Info

Publication number: NL1033212C2
Application number: NL1033212A
Authority: NL
Inventors: Nicolaas Richardus Bootsveld; Lucienne Jozefina Wilhe Krosse
Original assignee: Tno
Priority date: 2006-01-12
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2007-07-13

Description

Titel: Systeem voor groei- en/of opbrengstbevorderend conditioneren van planten Gebied

De uitvinding heeft betrekking op een systeem ten behoeve van het groei· en/of opbrengstbevorderend conditioneren van planten, in het bijzonder, echter niet 5 uitsluitend, in de glastuinbouw etc.

Achtergrond

In de glastuinbouw zijn voor de juiste teeltcondities vier parameters belangrijk: temperatuur, luchtvochtigheid, lichtintensiteit en CO2 concentratie. In conventionele systemen wordt veelal 10 i) de benodigde warmte door middel van warmwaterleidingen door de kas getransporteerd, ii) de koude centraal opgewekt en door middel van grote ventilatoren door de kas verspreid, iii) de CO2 centraal opgewekt en door middel van C02-“darmen” door de kas 15 verspreid en iv) ook het vocht centraal opgewekt en door middel van ventilatie verspreid.

Deze werkwijze heeft enerzijds tot gevolg dat veel energie nodig is om de gehele kas op de gewenste condities te houden, anderzijds is het niet mogelijk om boven een maximale CO2 concentratie in de kas te komen van ca. 500 ppm. Dit terwijl juist 20 significant hogere CO2 concentraties gewenst zijn, tot ca. 3000 ppm, om de productieopbrengst te maximaliseren.

Samenvatting

Door aanvraagster is in een eerdere (ten tijde van de indiening van de onderhavige aanvrage nog niet gepubliceerde) aanvrage ondermeer voorgesteld om, als 25 verbeterde en kosteneffectieve techniek om te koelen en tegelijkertijd te bevochtigen lokaal water te versproeien waardoor ter plekke van de plant zowel koeling (namelijk door verdamping van het versproeide water) als bevochtiging wordt bewerkstelligd.

De onderhavige uitvinding is gebaseerd op het inzicht dat eenzelfde systeem, dat 1 03 3 2 1 2.* 2 kan worden gebruikt voor - hetzij lokale of niet-lokale - distributie (bijvoorbeeld vereproeiing of verneveling) van water, gelijktijdig kan worden gebruikt voor de distributie van CO2, namelijk door middel van gecombineerde distributie reep. toediening van (de voor de planten gewenste dosis) CO2 en water, bijvoorbeeld in de 5 vorm van toediening van C02-houdend of CC>2-rijk water (vgl. koolzuurhoudend water in frisdrank) aan de betreffende planten. Opgemerkt wordt dat uiteraard bedoeld is water met een hogere concentratie (dosis) CO2 dan van nature in water aanwezig en bedoeld voor “CO2-bemesting" van de planten, ter bevordering van hun groei en/of opbrengst.

10 Hoewel de vinding toepasbaar is voor (conventionele) centrale distributie, zal bij voorkeur echter het C02-rijke water lokaal - bijvoorbeeld door lokale sproei- of nevelkoppen - worden gedistribueerd waardoor de vocht- en C02-distributie beter beheersbaar is en tevens lokaal hogere CO2 concentraties kunnen worden gerealiseerd dan bij conventionele, centrale vochtdistributie. Bovendien wordt 15 daarbij het koel- en bevochtigingseffect efficiënter doordat kleinere waterdruppeltjes worden verspreid. De vinding kan toegepast worden in kassen, echter ook bij de teelt van planten, groenten, gewassen etc. in de buitenlucht.

Samengevat omvat de uitvinding aldus een systeem ten behoeve van het groei- en/of opbrengstbevorderend conditioneren van planten, omvattende middelen voor het 20 aan die planten toevoeren van water en van CO2, welke middelen althans tenminste deels zijn ingericht voor het aan die planten in gecombineerde vorm toevoeren en/of toedienen van C02 en water. De genoemde middelen kunnen - als gezegd - zijn ingericht voor het aan die planten toevoeren en/of toedienen van C02-houdend of (bever gezegd) COz-rijk water.

25 Hoewel de vinding niet beperkt is tot systemen met lokale toediening van water etc., heeft toepassing daar wel voordelen. Aldus omvatten de genoemde middelen bij voorkeur lokale sproei- of nevelkoppen die ingericht zijn voor het in de directe omgeving van de betreffende planten in gecombineerde vorm toedienen van CO2 en water resp. CO^-rijk water.

3

Bij voorkeur zal het combineren van CO2 en water tot C02-houdend of COs-rijk water onderdeel van het conditioneringesyeteem zoals in het voorgaande aangeduid. Zo zullen de genoemde middelen bij voorkeur kunnen zijn ingericht voor het onder druk oplossen van CO2 in water. Het C02-rijke water zal dus bijvoorbeeld centraal 5 kunnen worden aangemaakt door in een daartoe ingerichte processor CO2 onder druk (in de orde van grootte van de druk van het waterleidingsysteem) op te lossen in het water.

Uitvoerinesvoorbeeld

Figuur 1 toont de CO2 oplosbaarheid in water bij overdruk.

10 Figuur 2 toont een uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding waarbij lokaal C02-rijk water aan planten wordt toegevoerd door middel van lokale sproeikoppen.

Over de oplosbaarheid van CO2 in water wordt eerst het navolgende opgemerkt.

In het algemeen kan de oplosbaarheid van gassen in vloeistoffen eenvoudig worden beschreven met de wet van Henry. De oplosbaarheid van CO2 in water vormt de 15 uitzondering op deze regel. CO2 lost niet alleen op in water, maar een deel van het gas gaat ook een evenwichtsreactie aan met de watermoleculen waardoor koolzuurgas wordt gevormd: + H2 0(/) ^ H2COi{aj)

De exacte ligging van het evenwicht - bij 20 °C en 1 bar wordt in evenwicht ca. 1% 20 koolzuurgas (H2CO3) gevormd; de overige 99% van de CO2 lost in het water op - is afhankelijk van de druk en temperatuur en kan dus verschuiven door de omstandigheden te wijzigen. In de frisdrankbereiding wordt hier dankbaar gebruik van gemaakt. Dit principe is bekend komen te staan onder de naam “Le Chatelier’s Principle”.

25 Het “Le Chatelier’s Principle” staat voor het veroorzaken van een verstoring op een evenwichtssysteem waardoor het evenwicht verschuift om de verstoring teniet te doen. In de frisdrankindustrie wordt de frisdrank gebotteld onder een overdruk waardoor de evenwichtsreactie naar rechts verschuift: er wordt meer koolzuur gevormd. Zo lang de fles gesloten blijft, blijft dit nieuwe evenwicht gehandhaafd. Op 4 het moment dat de fles geopend wordt en de druk boven de frisdrank dus afneemt, verschuift het evenwicht weer naar links (het oorspronkelijke evenwicht) en komt er CO2 vrij (de “prik” in de frisdrank).

In figuur 1 is de oplosbaarheid van CO2 weergegeven als functie van de druk.

5 Naast de situatie dat zowel koeling, bevochtiging als ook CO2 bemesting gewenst is, kunnen er ook momenten in de teeltcyclus of seizoenen zijn dat geen koeling maar nog steeds CO2 bemesting nodig is. Op dergelijke momenten dat er geen koelbehoefte ie kan er nog steeds CO2 worden geïnjecteerd met hetzelfde systeem.

De buizen en de (hoge druk) sproeikoppen, die in de koelsituatie werden 10 doorstroomd met C02-rijk water worden nu doorstroomd met gasvormig CO2.

Eventueel achtergebleven water wordt door het CO2 uit het leidingnetwerk geperst. De leidingen en de sproeikoppen zijn al berekend voor hoge druk systemen.

Figuur 2 toont een uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding waarbij lokaal C02-rijk water aan planten wordt toegevoerd door middel van lokale sproeikoppen. De figuur 15 toont een kas 1 (niet noodzakelijk voor het uitvoeren van de vinding), waarin zich een (slechts ten dele getoond) systeem bevindt ten behoeve van het groei- en/of opbrengstbevorderend conditioneren van planten (het systeem is meer uitgebreid beschreven in de genoemde, eerder door aanvraagster ingediende octrooiaanvrage). Het systeem omvat middelen (ondermeer) 3 en 4 voor het aan die planten 2 20 toevoeren van water. Waar tot dusverre - ten behoeve van groei- en/of opbrengstbevordering bedoeld C02-gas centraal opgewekt en door middel van CO2-“darmen” door de kas verspreid werd, zijn in het in figuur 2 schematisch weergegeven concept de betreffende middelen 3 en 4 ingericht voor het in gecombineerde vorm aan die planten toevoeren en/of toedienen van CO2 en water.

25 In de figuur wordt via een “sproeibuis” 3 aan de planten 2 COü-rijk water toegediend via lokale sproei- of nevelkoppen 4 die zodanig ingericht en geïnstalleerd zijn dat ze in de directe omgeving van de betreffende planten 2 CC>2-rijk water uitsproeien of -nevelen, waarbij dus zowel waterdamp als CO2 lokaal (en daardoor effectief en efficiënt) aan de planten 2 wordt toegediend.

5

In de figuur is niet expliciet getoond (echter goed voorstelbaar en op zich bekend) een processor waarin het combineren - bijvoorbeeld door onder druk oplossen van CO2 in water - van CO2 en water tot CO?-rijk water plaatsvindt en die het buizenstelsel 3 met het benodigde CC>2-houdende of C02-rijke water voedt.

5 1033212

Claims

1. Systeem ten behoeve van het groei- en/of opbrengstbevorderend conditioneren van planten (2), omvattende middelen (3, 4) voor het aan die planten toevoeren van water en van CO2, welke middelen althans tenminste deels zijn ingericht voor het 5 aan die planten in gecombineerde vorm toevoeren en/of toedienen van die CO2 en water.

2. Systeem volgens conclusie 1, waarbij de genoemde middelen zijn ingericht voor het aan die planten toevoeren en/of toedienen van C02-rijk water.

3. Systeem volgens conclusie 1 of 2, waarbij de genoemde middelen lokale sproei- of 10 nevelkoppen (4) omvatten die ingericht zijn voor het in de directe omgeving van de betreffende planten in gecombineerde vorm toedienen van CO2 en water reep. CO2-rijk water (5).

4. Systeem volgens conclusie 2, waarbij de genoemde middelen zijn ingericht voor het combineren van CO2 en water tot C02-rijk water.

5. Systeem volgens conclusie 4, waarbij de genoemde middelen zijn ingericht voor het onder druk oplossen van CO2 in water. 1033212