NO152191B - Anlegg for dyrking av vekster i programmert miljoe - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et anlegg for dyrking av vekster i programmerte omgivelser, omfattende renner for sirkulerende næringsoppløsning i kontakt med vekstenes rotsystem og hvor hver renne er anordnet for kobling til innløp henholdsvis utløp for næringsoppløsningen i den ene henholdsvis andre ende, og hvor hver renne kan romme rotklumper av porøst materiale.

Prinsippene for slik dyrking har vært velkjente i mange år. For at dyrkningen skal være uavhengig av både jordsmonn og topografiske forhold på dyrkingsstedet såsom rådende klima-forhold, dvs. tilgang på solskinnstimer, passende temperatur, nedbør og luftforhold skjer dyrkingen i et rom som er lukket i forhold til omgivelsene, hvor vekstene får sin nær-ing fra en sirkulerende næringsløsning, luften er kondisjo-nert med hensyn til temperatur og fuktighet og det nødvendige, lys tilføres bare fra kunstige lyskilder. Dyrkningsbeting-elsene kan derved styres i alle henseende for å oppnå optimale dyrkningsresultater.

Mens metodikken med hensyn til å skape fordelaktige dyrkningsbetingelser er velutviklet, er behandlingen av vekstene i dyrkningsrommet ennå et lite påaktet problem. For en rasjonell behandling må vekstene fra tid til annen, alt etter som tilveksten skjer, ikke bare flyttes om innenfor et og samme lokale for at de enkelte planter skal kunne vokse fritt og uhindret uten forstyrrelser fra tilstøtende planter, men også flyttes fra et dyrkningsrom til et annet for å .kunne gis det i et vist tilvekstsstadium gunstigste miljø, sop ikke er det samme under hele vekstenes levetid.

Det tilstrebes å gjennom oppfinnelsen anvise en løsning på dette problem, slik at behandlingen av vekstene i det programmerte miljø kan skje rasjonelt, hvilket er en viktig for-utsetning for at vekstdyrkning i programmert miljø skal kunne gjennomføres med rimelige kostnader og derved være konkurr-ansedyktig i forhold til konvensjonell dyrking, hvor lys og luft hentes fra omgivelsene og tilføres vekstene på den

måte som bestemmes av en ofte lunefull natur.

Ifølge oppfinnelsen er hver renne i anlegget forsynt med avtagbare og i rennens lengderetning forskyvbare lokk og er forsynt med åpninger for innføring av rotklumpene i rennen, og rennene er anordnet lengdeforskyvbart side-om-side i en bærende ramme som er forskyvbar' i rennenes tverr-retning.

For å gjøre oppfinnelsen tydelig skal en utførelsesform derav beskrives nærmere under henvisning til vedlagte tegn-inger, hvor

fig. 1 er et oppdelt perspektivbilde av en renne med lokk,

fig. 2 er et perspektivbilde av et dyrkningsbord for vekstene under en innledende vekstperiode,

fig. 3 er et perspektivbilde av en del av dyrkningsbordet i fig. 2 samt en vogn for transport av rennene og illustrerer overføringen av rennene fra dyrkningsbord til vogn,

fig. 4 er et oppdelt perspektivisk bilde av dyrkningsbord for en senere vekstperiode og illustrerer overføring av rennene fra vognen ifølge fig. 3 til disse dyrkningsbord, samt

fig. 5 er et skjematisk bilde for anleggets luftkondisjon-er ingssy stem.

De enkelte plantene oppdyrkes fra frø i et særskilt klima-kammer, hvorved frøene sås i et porøst materiale, f.eks. stenull, som holdes gjennomfuktet med næringsløsning. Opp-dyrkningen av vekstene skjer i et programmert miljø, hvor

lys, temperatur og fuktighet holdes på optimale betingelser. De oppdyrkede plantene med en hovedsakelig kubusformet rotklump av stenull skal siden "plantes" i anlegget ifølge oppfinnelsen for den fortsatte tilvekst.

Den delen av anlegget som skal motta de oppdyrkede plantene er vist i fig. 1 og 2, hvorunder en plante 10 med rotklump 11 er vist i fig. 1. Grunnelementet i anlegget i sin helhet består av flere dyrkningsrenner, hvorav en er vist i detalj i fig. 1 og er betegnet generelt med 12. Den innebefatter et renneformet element 13 med utad avvinklede kantepartier 14, og dette renneformige element er forsynt med endevegger 15 i begge sine ender, hvorunder disse endevegger liksom lokket er skjøtt på elementets 13 ender. Den ene endeveggen har oppad et gjennomgående hull 16, mens et slikt hull mangler i den andre endeveggen, men inntil denne er det renneformige elementets 13 bunn utformet med et gjennomgående hull 17.

På det renneformige elementet kan det anbringes lokk 18 , som har en sentral åpning 19, hvilket støter til en på lokkets underside anordnet stuss 20. Lokket har kantflenser 21, hvormed det kan tres over kantpartiene 14, og således anbragt er lokket forskyvbart i det renneformede elementets 13 lengderetning med stussens nedre ende beliggende nær elementets bunn. Plantens 10 rotklump 11 kan gjennom åpningen 19 føres ned i stutsen 2 0 for "planting" av plantene i denne. På det renneformige elementet 13 kan også anbringes lokk 18', som mangler åpningen 19 og stussen 20 og som i det følgende skal kalles blindlokk. Også blindlokket er utformet med kantflenser 21 for anbringelse på elementet 13.

Den del av anlegget ifølge oppfinnelsen som er vist i fig. 2 innebefatter et dyrkningsbord som består av et rørstativ .22. I dette rørstativ inngår to hovedsakelig horisontale rør 23 som strekker seg parallelt med hverandre og som danner skinner for bæring av kjørbare bærerammer 24 for rennene 12. Hver slik bæreramme består av et firkantrør 25 som har to vinkelskinner 26 på slik innbyrdes avstand at en renne 12 ifølge fig. 1 kan plasseres mellom vinkelskinnene for å bæres oppe av rammen 24. I en ende av rammen 24 er firkantrøret 25 erstattet med to på innbyrdes avstand anordnede firkantrør 25' som er festet på forskjellige sider av firkantrøret 25. Bærerammen 24 bæres oppe av kjørehjul 27 som er lagret i rett vinkel mot hverandre for å løpe på de som skinner anordnede rør 23. Bærerammene 24 kan således forflyttes i rennenes tverr-retning i stativet 22.

I fig. 2 er i bakre del av stativet 22 på der forekommende bærerammer 2 4 anbragte renner 12, som er helt dekket med lokk 18, ment for å oppta planter på den måte som tidligere er beskrevet, og et par plater 10 er også vist på plass i fig. 2. I den fremre del av stativet 22 er plantene 10 større etter tilvekst i en innledende vektsperiode, og for at plantene her skal få større plass, er blindlokk 18' plassert mellom lokkene 18 på de renner 12 som bæres oppe av bærerammene 24 i den fremre del av stativet. Mens rennene vises inntil hverandre i den bakre delen av stativet, er de i den fremre del anordnet med innbyrdes avstand i rennenes tverr-retning, hvorunder avstandsorganer kan være anordnet mellom bærerammene 24 for fastlegning av denne innbyrdes avstand.

Langs den ene siden av stativet 22 parallelt med rørene 23 er det anordnet en rørledning 28 for tilførsel av næringsløs-ning, og fra denne rørledning utgår flere slanger 29. Disse slanger kan kobles til de renner 12 som bæres oppe av bærerammene 24 på stativet 22 i hullene 16 for tilførsel av næringsløsning til rennene. For slangene 29 som tilfeldig-vis ikke er koblet til en renne 12 på denne måten, finnes en avløpsledning 30 med hull 31, i hvilke disse slanger kan tilsluttes for tilbakeføring av den væske som tilføres gjennom slangene.

På den motsatte siden av stativet 22 finnes en åpen avløps-renne 3 2 som også strekker seg langs med rørene 23, og rennene 12 er plassert med sitt hull 17 over denne renne for ut-slipp av den næringsløsning som tilføres rennen og renner langs med denne. Som man lett vil se er firkantrøret 25 erstattet med de to firkantrør 25' i denne enden av bærerammen 24 for at det skal være fritt utløp for væsken under hullene 17. Rennen 32 er tilstrekkelig bred til å gjøre mu-lig at rennene anordnes relativt skjøvet i forhold til hverandre opptil en lokklengde, uten at hullet 17 av den grunn kommer utenfor rennen, slik at man har mulighet til deri-gjennom å justere denne relative stillingen til plantene i renner som befinner seg inntil hverandre. Rennen er koblet til en avløpsledning 33 for næringsløsningen, og denne ledning og ledningen 30 er koblet til en felles avløpsledning 34 for næringsløsningen.

Næringsløsningen som tilføres gjennom ledningen 28 og avledes gjennom ledningen 34 kan sirkuleres og justeres med hensyn til pH verdi og næringsinnhold på den måte som er beskrevet i US patent 4 245 433 (Sjbstedt et al) bevirket 1981-01-20.

Stativet 22 skal være anbragt i et lokale for dyrking av vekster i programmert miljø, hvorunder det nødvendige lys for vekstene fås fra elektriske belysningskilder som er anbragt ovenfor stativet, men som ikke er nærmere vist her. For å tilveiebringe passende luftforhold i lokalet er det langsmed stativets ene side hvor ledningene 28 og 3 0 er anordnet, anbragt en hovedluftledning 35,fra hvilken er avgrenet flere grenluftledninger 36, som strekker seg på tvers av rørene 23, dvs. i lengderetningen av bærerammene 24 og de derav oppe-bårede renner 12. Hovedledningen 35 tilføres luft med for-målstjenlig fuktighet og temperatur på en måte som nærmere skal beskrives senere, og denne luft avgis til lokalet under plantene som står i rennene gjennom flere gjelleåpninger 37 på undersiden av grenledningene 36. Oppe ved taket i lokalet bør det finnes evakueringsåpninger for den tilførte luft.

Over stativet 22 strekker det seg en vannledning 38 med sprin-kelmunnstykker.39 for vanning av vekstenes bladverk, hvilken kan skje periodisk. Denne vanning gjøres også for å beguns-tige befruktning av forekommende blomster på plantene, ettersom de nedfallende dråper bevirker vibrering hos blomstene. På tvers av ledningen 38 strekker det seg en annen ledning 40, som kan være opphengt i taket ved hjelp av liner 41 og som har dyser 42 for spredning av en fin tåke i lokalet i og for befuktning av luften.

I den del av anlegget som er vist i fig. 2 og som nå er beskrevet, får de planter som tas ut fra klimakammeret tilbringe sin innledende vekstperiode, hvorunder de fra begyn-nelsen av står ganske tett, slik det er vist i den bakre delen av stativet, men siden etterhvert kan flyttes frem til den fremre delen av stativet for der å plasseres med større avstand som vist, hvorunder den på denne måte bevirkede "gallering" av plantene bevirkes ved at et blindlokk 18' plasseres mellom de lokk 18 som plantene står i, og gjennom at det anordnes større eller mindre avstand mellom rennene.

Når plantene har nådd en viss størrelse i den fremre del

av stativet 22 skal de flyttes til en annen del av anlegget ifølge oppfinnelsen, som er vist i fig. 4, og denne forflyt-ning kan bevirkes på en rasjonell måte i anlegget ifølge oppfinnelsen ved anvendelse av en vogn, som er vist i fig. 3.

Den i fig. 3 viste vognen inneholder et chassi 43 som bæres oppe av kjøreruller 44, og i dette chassi inngår to rør 23' av samme beskaffenhet som rørene 23 og er anordnet på samme innbyrdes avstand som disse. Det ene røret bæres oppe av støtter 4 5 som er innstillbare i forskjéllige høyder ved hjelp av skrue, hvorunder støttene er slik installerte at røret 23', som bæres oppe derav,, kan kobles til det ene røret 23 i stativet 22 når vognen kjøres inntil dette stativet, slik det er vist i fig. 3. Det andre røret 23' på vognen bæres også oppe av slike støtter 45, men i dette tilfellet er støtten ved hjelp av en kjedetransmisjon 46 gjennom en veksel 47 koblet til en håndsveiv 48 for at man lett skal kunne stille inn disse støtter i slik stilling at<:>røret 23' som bæres oppe derav kan kobles til røret 23 i stativet 22 når vognen er kjørt inntil stativet.

Med vognen kjørt inntil stativet 22 og med rørene 23'

koblet til rørene 23 slik at de danner forlengelse av disse, kan bærestativet 24 rulles på de skinner som dannes av rør-ene fra stativet 2 2 inn på vognen for å bæres opp av denne. Anslag 49 er anordnet på rørene 23' for å forhindre at bære-stativene ruller av vognen i rørenes 23' ene ende, den som er motsatt den ende som er koblet til rørene 23, hvilken sistnevnte er utstyrt med fjærende stopporganer 50 som fører bærerammenes 24 bevegelse inn på rørene 23, men hindrer deres

bevegelse vekk fra disse rør.

Når flere bærerammer 24 med derav bårede renner 12 og planter 10 som står i rennene er overført til vognen på den måte som er illustrert i fig. 3 og beskrevet ovenfor, kjøres vognen til den del av anlegget som er vist i fig. 4, og for å hjelpe kjøringen av vognen er denne utstyrt med et håndtak 51.

Den del av anlegget som er vist i fig. 4 innneholder flere stativer 52 som bæres oppe av kjørehjul 53, hvilke løper på skinner 54 i det lokalet hvor denne del av anlegget befinner seg. Også dette lokalet er tilsiktet virkning i programmert miljø og har de anordninger som kreves for dette. For forflyt-ning av stativet langs skinnene 54 er det ene parat kjøre-hjul 53 som sitter på en felles aksel 55 ved hjelp av en kjedetransmisjon 56 koblet til en håndsvéiv 57, med hvilken disse kjørehjul kan roteres.

I stativet 52 bæres fast anordnede vinkelskinner 58 oppe

som er anordnet parvis med slik innbyrdes avstand at en renne 12 kan skytes inn mellom dem for å bæres opp av skinnene. Som vist i fig. 4 innføres rennene 12 på vognen fra styringenes 58 ene ende ved at de skytes inn i sin lengderetning fra bærerammene 24 på vognen innipå skinnene 58,

og grunnen til at det ene røret 23<1> er lett installerbart ved hjélp av håndsveiven 48 over transmisjonene 46 og 47 er nettopp for at rennenes ende skal kunne bringes i nøyaktig høydestilling for innskyvning på skinnene 58. Figur 4 viser en renne nettopp når den skal skyves fra vognen :inn på skinnene 58 og en renne som allerede befinner seg i stativet 52 båret oppe av skinnene 58. Stativet 52 kan ha en lengde som er betydelig større enn rennens 12 lengde, slik at flere lengder kan være anordnet i rekke i stativet.

Langs skinnene 58 strekker det seg en rørledning 59 som ved hjelp av slangeledning er forbundet med systemet for sirkulering av næringsløsning for at slik løsning skal tilføres denne rørledning. Fra rørledningen 59 utgår flere slanger 60 av samme type som slangene 29. i fig. 2 og med disse kan ledningen 59 kobles til hullene 16 i rennene for tilførsel av næringsløsning til disse. Under i stativet 52 stående rennene er det anordnet avløpsrenner i form av åpnet trau 61, som er plassert i stativet under rennene 12 og ved hjelp av slangeledning (ikke vist) er koblet til et avløp for nærings-løsningen. Den næringsløsning som tilføres renne 12 renner langs med rennene og går senere ut gjennom hullene 17 for å renne direkte ned i trauet 61 og senere gå tilbake til systemet for sirkulering av næringsløsningen. Når slangene 60 ikke anvendes, kan de ganske enkelt legges med manningen i trauet 61.

I stativet 52 skal plantene tilbringe den senere del av sin vekstperiode, og under denne vekstperioden kan de trenge å bindes opp. For formålet er det anordnet stendere 62 på stativet med liner 63 som holdes oppe derav, til hvilke individuelle vertikale støtteliner 64 for plantene kan bindes eller hektes fast.

For vanning av plantenes bladverk og for å fremme befrukt-ningen av vekstenes blomster er det på stativet anordnet en eller flere vertikalt oppstikkende rørledninger 65 med sprin-kelmunnstykke 6 6 i den øvre ende, og for tilførsel av luft er det langs med stativet under skinnene 58 og de renner som holdes oppe derav anordnet med en luftledning 67, som har gjelleåpninger på sin underside på samme måte som grenluft-ledninene 36 på fig. 2. Slangeforbindelser er anordnet til rørledningen 65 og til luftledningen 67 fra stasjonære til-koblinger i lokalet for å tillate stativets 52 bevegelse på skinnene 54.

Det beskrevne anlegg er tilvirket spesielt for dyrking av tomatplanter, og fordelene ved at stativet 22 er kjørbart i tverr-retningen er åt man kan adskille to stativer som befinner seg inntil hverandre for å bevirke en gang mellom stativene, langs hvilken man kan gå for plukking av tomater fra plantene. Det innebærer selvfølgelig en vesentlig rom-besparing at stativene normalt kan stå tett inntil hverandre. Fig. 4 viser et hjelpemiddel ved plukkingen, nemlig en vogn 68 som kan kjøres på gulvet med kjøreruller 69,men også har løperuller 70, hvormed vognen kan kjøres på firkantrør 7 1 som danner langsgående bæreelementer i stativet 52, hvormed vognen når den løper på rørene 71 har kjørerullene 69 noe løftet opp fra gulvet. Med vognen 68 kan man lett bringe med seg formålstjenlige plukkekar eller forpakningskartonger ettersom plukkingen finner sted langs de planteradene som vokser i stativene.

Systemet for sirkulering av næringsløsning skal ikke beskrives nærmere her, da det er utførlig beskrevet i de ovenfor nevnte patenter, og tilkoblingen av de ledninger og renner gjennom hvilke næringsløsningen sirkuleres i anlegget ifølge oppfinnelsen lett skulle forstås ved hjelp av beskrivelsen ovenfor. Derimot skal systemet for sirkulering av luft be-røres nærmere.

I den skjematiske fig. 5 er vist et lokale 7 2 for programmert dyrkning, og i dette lokalet er hovedluftledningen 35 samt de dertil koblede grenluftledninger 3 6 vist. Lokalet er således ment for en del av anlegget som fremgår av fig. 2 men stativet 22 og i tilslutning til dette anordnede øvrige deler av anlegg er ikke nødvendig vist. I taket er det opphengt belysningskilder 73 for den kunstige belysning av plantene. Ledningen 35 er ved hjelp av en tilkoblingsled-ning 74 forbundet med et fordelings- og blandingskammer 75, som tilføres delvis temperert luft gjennom en ledning 76, delvis kald luft gjennom en ledning 77. Samme arrangement kan eventuelt tilpasses for tilslutning av luftledningen 67 fig. 4, og ledningen 74 er gjerne en bøyelig slange både med hensyn til ledningen 35 og med hensyn til ledningen 67.

Oppe ved taket i lokalet 72 er det anordnet en ledning 78 med åpninger for evakuering av luft fra lokalet, og ettersom denne evakuering skjer oppe ved taket, er det forholdsvis varm luft som evakueres, ettersom tapsvarmen fra belysnings-kildene 73 bevirker oppvarming av luften i lokalet. Som regel behøver ingen annen oppvarming skje hvis lokalene er godt isolerte.

Fra ledningen 7 8 er det avgrenet en ledning 7 9 med vifte 80 for tilførséib av varm eller i det minste temperert luft i ledningen 77, og ledningen 7 8 har også et innløp 81 for inn-tak av frisk luft utenfra. Ledningen 78 er koblet til et kjølebatteri 82 og i tilknytning til dette er det anordnet en vifte 83 for utsuging av luft gjennom ledningen 78 og tilførsel av den luft som er gått gjennom kjølebatteriet under trykk til ledningen 76. Ved viften kan det innføres karbondioksyd ved 84, ettersom fotosyntesen i plantenes blader krever dette, og ved passende blanding av kaldere og varmere luft, karbondioksyd og frisk luft kan man skape de gunstigste betingelser for vekstene i lokalene 7 2 med hensyn til temperatur og luftsammensetning. Befuktningen av luften finner sted som tidligere beskrevet gjennom tilførsel av vann gjennom sprinkler og tåkedyser.

I kjølebatteriet 82 kondenseres vann og dette kan tas vare på for anvendelse i næringsløsning som vist ved 85.

Som det fremgår av den beskrevne utførelsesform av oppfinnelsen innebærer denne at en ytterst rasjonell behandling av plantene kan skje under de forskjellige vekstperiodene og med mulighet for å opprettholde de i hvert veksttrinn gunstigste dyrkningsbetingelser for vekstene. Når en plante er plassert i et lokk 18 og stilt i rennen 12, kan den lett flyttes på den måte som er nødvendig for at denne skal gis den plass den trenger i et visst vekststadium. Den kan også lett håndteres når den skal flyttes fra et dyrkingslokale med betingelser for et visst vekststadium til et annet dyrkingslokale med betingelser for et annet vekststadium.

Først gjennom den derved skapede mulighet for rasjonell hånd-tering av plantene i det programmerte miljøet blir en slik dyrking økonomisk fordelaktig sammenlignet med konvensjonell dyrking i veksthus.

Det skulle være klart at det anlegg som er beskrevet kan modifiseres med hensyn til konstruktive detaljer innenfor oppfinnelsens ramme slik den er definert i de medfølgende patentkrav.

Claims (7)

1. Anlegg for dyrking av vekster i programmerte omgivelser, omfattende renner (12) for sirkulerende næringsoppløsning i kontakt med vekstenes rotsystem og hvor hver renne (12) er anordnet for kobling til innløp (29, 60) henholdsvis ut-løp (32, 61) for næringsoppløsningen i den ene henholdsvis andre ende og hvor hver renne (12) kan romme rotklumper (11) av porøst materiale, karakterisert ved at hver renne (12) er forsynt med avtagbare og i rennens lengderetning forskyvbare lokk (18) og er forsynt med åpninger (19) for innføring av rotklumpene (11) i rennen, og at rennene (12) er anordnet lengdeforskyvbart side-om-side i en bærende ramme (24, 52) som er forskyvbar i rennenes (12) tverr-retning.

2. Anlegg ifølge krav 1, karakterisert ved at åpningen (19) er anordnet i forbindelse med en på lokkets (18) underside utstikkende stuss (20).

3. Anlegg ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at hver renne (12) er forsynt med flere lokk (18) forsynt med åpninger (19) i veksel med lokk (18') uten åpninger.

4. Anlegg ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at bærerrammen (24) er lagret for bevegelse i rennens (12) tverr-retning i et stasjonært stativ (22).

5. Anlegg ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at bærerammen er anordnet som et i rennens (12)_ tverr-retning kjørbart stativ (52) .

6. Anlegg ifølge krav 4 eller 5, karakterisert ved ati stativet (22,52). er det under, rennen (121 anordnet en i dennes lengderetning forløpende ledning (36,671 for tilførsel av luft.,.

7. Anlegg ifølge krav 6, karakterisert ved at ledningene (36,67). for tilførsel av luft er anordnet med utløpsåpninger (37). på sin underside.