PL213622B1 - Wielowarstwowe podłoże uprawowe i urządzenie do formowania wielowarstwowego podłoża uprawowego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wielowarstwowe podłoże uprawowe i urządzenie do formowania wielowarstwowego podłoża uprawowego, stanowiącego podłoże o strukturze przestrzennej, znajdujące zastosowanie w agrotechnice, korzystnie w bezglebowej uprawie warzyw.

Znane podłoża uprawowe zawierają przeważnie, oprócz torfu, składniki syntetyczne lub chemiczne, takie jak wełna mineralna lub gąbka poliuretanowa, które po okresie wegetacji roślin stanowią problem utylizacyjny. Znany z opisu polskiego zgłoszenia patentowego nr P-343803 arkusz kompozytowy składa się z warstwy podstawowej i warstwy powierzchniowej, która to warstwa powierzchniowa jest złożona z ciągłych włókien i rozciąga się wzdłuż osi symetrii arkusza kompozytowego. Warstwa powierzchniowa jest połączona z warstwą podstawową wzdłuż linii prostych łamanych dochodzących do osi symetrii arkusza kompozytowego. Znany z opisu polskiego zgłoszenia patentowego nr P-345278 element wegetacyjny do nakładania na powierzchnię ziemi składa się z warstwy nośnej z włókien ulegających gniciu, zwłaszcza z włókien kokosowych, do której są wprowadzane i na nią nakładane substraty i zdolny do kiełkowania materiał roślinny. Dolna zewnętrzna strona warstwy nośnej jest połączona z perforowaną folią ulegającą na skutek naturalnych procesów rozkładowi. Znana z opisu patentowego nr PL 188 728 gruntowa mata wegetacyjna zawiera materiał organiczny z komponentami nasion i innych niezbędnych dodatków, który jest zamknięty w otulinie z materiału stabilizującego, w postaci siatki lub włókniny, i może być zaopatrzona w warstwę drenażową. Znane z opisu patentowego nr PL 189 364 pasmowe podłoże do wegetacji roślin składa się ze strukturalnej maty, napełnianej podłożem i materiałem roślinnym zdolnym do kiełkowania, która umieszczona jest przynajmniej na jednej warstwie podkładowej. Natomiast znany z opisu patentowego nr PL 195 436 tekstylny wielowarstwowy materiał hydrotechniczny składa się z dwóch warstw zewnętrznych włóknin obłogowych oraz warstwy wewnętrznej w postaci wężyków lub pasków siatki, lub monofilamentu. Jedna z warstw zewnętrznych włóknin obłogowych zbudowana jest w części z surowców, które w czasie ulegają destrukcji. Wszystkie warstwy połączone są w jedną stabilną całość wzdłużnymi przeszyciami splotem dziewiarskim lub wzdłużnymi przeigłowaniami igłami przetykowymi, ewentualnie poprzez zastosowanie zgrzewania lub klejenia.

Celem wynalazku było opracowanie podłoża uprawowego z naturalnych surowców wtórnych i odpadowych podlegających biodegradacji, charakteryzującego się odpowiednią gęstością, nasiąkliwością i podsiąkliwością, zapewniającego stabilne umocowanie i zakorzenienie rośliny w takim podłożu i dobrą jego wegetację. Zadaniem technicznym postawionym do rozwiązania było ustalenie składu podłoża uprawowego, rodzaju odpowiednich surowców odpadowych nadających się do tego celu, oraz opracowanie urządzeń umożliwiających rozdrobnienie i wymieszanie naturalnych surowców wtórnych i odpadowych, konsolidację oraz formowanie podłoża uprawowego.

Przedmiotem wynalazku jest struktura włóknistego podłoża uprawowego, zestawionego z wielu warstw płaskiego wyrobu nietkanego, wytworzonego z naturalnych surowców wtórnych i odpadowych podlegających biodegradacji, charakteryzującego się odpowiednią gęstością, nasiąkliwością i podsiąkliwością, zapewniającego stabilne umocowanie systemu korzeniowego rośliny w tym podłożu i dobrą jej wegetację.

Wielowarstwowe podłoże uprawowe, zawierające materiał włóknisty, według wynalazku, składa się z wielu warstw, z których każda jest skonsolidowana mechanicznie do postaci płaskiego wyrobu nietkanego, korzystnie poprzez igłowanie, z biodegradowalnych naturalnych włókienniczych surowców wtórnych, i/lub odpadowych, takich jak bawełna, wełna, len, konopie, juta, i naturalnych włóknistych surowców odpadowych, takich jak trociny, paździerze i tym podobnych, tworzących jedną całość, opakowaną w rękaw foliowy, korzystnie od wewnątrz czarny a na zewnątrz biały, stanowiącą belkę ₃ szczelnie na jej końcach zamkniętą, o zadanej gęstości, nie mniejszej niż 0,01 g/cm³.

Wielowarstwowe podłoże uprawowe zawiera poszczególne skonsolidowane mechanicznie warstwy z naturalnych biodegradowalnych włókienniczych surowców wtórnych i naturalnych włóknistych surowców odpadowych, o postaci płaskich wyrobów nietkanych, opakowane w jedną całość, w dwuwarstwowy foliowy rękaw, korzystnie wewnątrz czarny a na zewnątrz biały, w ten sposób, że warstwy ułożone są poziomo jedne nad drugimi, w takiej liczbie, aż osiągnięta zostanie pożądana gęstość podłoża, tworząc strukturę przestrzenną, w standardowym wymiarze belki, korzystnie 10 cm x 20 cm x 100 cm.

Wielowarstwowe podłoże uprawowe zawiera poszczególne skonsolidowane mechanicznie warstwy, z naturalnych biodegradowalnych włókienniczych surowców wtórnych i naturalnych włóknistych surowców odpadowych, o postaci płaskich wyrobów nietkanych, opakowane w jedną całość, w dwuwarstwowy foliowy rękaw, korzystnie wewnątrz czarny a na zewnątrz biały, w ten sposób, że warstwy ułożone są pionowo

PL 213 622 B1 jedne obok drugich, w takiej liczbie, aż osiągnięta zostanie pożądana gęstość podłoża, tworząc strukturę przestrzenną w standardowym wymiarze belki, korzystnie 10 cm x 20 cm x 100 cm.

Wielowarstwowe podłoże uprawowe zawiera poszczególne skonsolidowane mechanicznie warstwy, z naturalnych biodegradowalnych włókienniczych surowców wtórnych i naturalnych włóknistych surowców odpadowych, o postaci płaskich wyrobów nietkanych, opakowane w jedną całość, w dwuwarstwowy foliowy rękaw, korzystnie wewnątrz czarny a na zewnątrz biały, w ten sposób, że warstwy ułożone są spiralnie jedne obok drugich, w takiej liczbie, aż osiągnięta zostanie pożądana gęstość podłoża, tworząc strukturę przestrzenną w standardowym wymiarze belki, korzystnie 10 cm x 20 cm 100 cm.

Wielowarstwowe podłoże uprawowe charakteryzuje się tym, że układ przestrzenny belki składa się z jednej lub kilku warstw o postaci płaskich wyrobów nietkanych, ułożonych poziomo jedne nad drugimi, oraz warstwy nie skonsolidowanej z rozdrobnionych surowców włóknistych, w całości tworzących podłoże o pożądanej gęstości.

Wielowarstwowe podłoże uprawowe charakteryzuje się tym, że jeden lub kilka składników z naturalnych włókienniczych surowców wtórnych i/lub odpadowych surowców włóknistych może zawierać w swojej strukturze chemicznie związany azot, fosfor, potas, nierozpuszczalne w wodzie, stanowiące startową dawkę nawozową retard, niezbędną do odżywiania dla uprawianych roślin.

Urządzenie do formowania wielowarstwowego podłoża uprawowego wyposażone w zasilające dozowniki, transportery, urządzenie zagęszczające, urządzenie konsolidujące i urządzenie odbiorcze, według wynalazku, zawiera połączone w jedną linię produkcyjną takie urządzenia jak zasobnik naturalnych rozdrobnionych wtórnych surowców włókienniczych oraz dozownik naturalnych rozdrobnionych surowców włóknistych, współpracujące z transporterem zasilająco-podającym te surowce, współpracującym z wałkami strącającymi i zasypowym szybem zasilarki wolumetrycznej, która współpracuje z wałkami zagęszczającego zespołu, wyposażonego korzystnie w dwa zbieżne transportery, połączonego z igłowarką do mechanicznej konsolidacji podłoża uprawowego, urządzenia odbierająco-przecinąjącego ze stołem do pakowania podłoży w rękaw foliowy.

Wynalazek przyczynia się do wykorzystania naturalnych odpadowych surowców włóknistych, do wytwarzania pełnowartościowych wielowarstwowych biodegradowalnych podłoży uprawowych, o odpowiedniej strukturze przestrzennej, zapewniającej pożądaną gęstość, nasiąkliwość i podsiąkliwość, pozwalających na stabilne zamocowanie i ukorzenienie rośliny w belce podłoża i przyspieszenie jej wegetacji.

Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykładach wykonania na rysunkach, na którym fig. 1 przedstawia schemat technologiczny linii do formowania podłoża uprawowego z włóknistych i włókienniczych surowców naturalnych, fig. 2 - schemat technologiczny urządzenia do rozdrabniania włóknistych i włókienniczych surowców naturalnych, fig. 3 - strukturę budowy wielowarstwowych podłoży uprawowych w przekrojach.

Linia do formowania podłoży uprawowych (Fig. 1) z włókienniczych i włóknistych surowców naturalnych zestawiona została z różnych używanych maszyn, po rekonstrukcji i renowacji. Wszystkie maszyny pracują w pełnej synchronizacji z możliwością sterowania ręcznego lub automatycznego. Na zestawionym urządzeniu istnieje możliwość przerabiania naturalnych surowców włókienniczych nie przydatnych do przerobu tradycyjnym systemem włókienniczym, takich jak nie w pełni rozwłóknione części zużytków i surowców wtórnych, odcinki przędz, sznurów i tym podobne. Linia zawiera zasobnik 1 na naturalne surowce włókiennicze usytuowany nad transporterem 2 zasilająco-podającym, nad którym znajduje się dozownik 3 naturalnych rozdrobnionych surowców włóknistych. Transporter 2 jest doprowadzony do zasypowego urządzenia 4 zasilarki wolumetrycznej, pod którym znajduje się szyb 5 zasypowy surowców z wydającymi wałkami 6, współpracujący z zespołem dwóch zbieżnych zagęszczających transporterów 7. Usytuowana jest igłowarka 8 do mechanicznej konsolidacji podłoża uprawowego, a za nią znajduje się urządzenie 9 odbierająco-przecinające wyrób plaski na pojedyncze warstwy i stół 10 do pakowania podłoży w rękaw foliowy. Urządzenie do formowania pojedynczych podłoży uprawowych jest zasilane odpowiednio przygotowanymi naturalnymi surowcami włókienniczymi i włóknistymi. (Fig. 2). Do tego celu służy wolnostojący rozdrabniacz 11 naturalnych surowców włóknistych, wilk mieszak 12, wytwarzający mieszanki z naturalnych surowców włókienniczych oraz zasobnik 13 do gromadzenia wymieszanych naturalnych surowców włókienniczych.

W budowie podłoża uprawowego ważny jest rodzaj użytych surowców wtórnych i/lub odpadowych, technologia wytwarzania z nich pojedynczego podłoża uprawowego, oraz urządzenia techniczne do przetwarzania jednolitej mieszanki surowców, ich uformowania i skonsolidowania oraz skonfekcjonowania do postaci struktury przestrzennej. Proces technologiczny wytwarzania pojedynczych pod4

PL 213 622 B1 łoży uprawowych w 100% z surowców naturalnych, w pełni biodegradowalnych, rozpoczyna się od przygotowania włóknistych surowców naturalnych, takich jak trociny, słoma, paździerz i tym podobnych, poprzez rozdrabnianie ich do wymaganej postaci w rozdrabniaczu 11. Natomiast naturalne surowce włókiennicze, takie jak włókna nie przędne bawełny, orzech bawełniany, włókna wtórne i ponowne wełniane, włókna kokosowe, wyczesy sizalowe, włókna jutowe i tym podobne, poddawane są obróbce i mieszaniu w zadanych proporcjach w wilku mieszaku 12. Gotowa mieszanka gromadzona jest w zasobniku 13. Następnie podawane są wymieszane surowce włókiennicze do zasobnika 1 (Fig. 1) a naturalne surowce włókniste do dozownika 3. Z zasobnika 1 mieszanka surowców włókienniczych transportowana jest transporterem 2 zasilająco-podającym do zasypowego urządzenia 4 zasilarki wolumetrycznej. Jednocześnie na transportowaną mieszankę włókienniczą dozowane i nasypywane są, w kontrolowany sposób, surowce włókniste z dozownika 3. Mieszanka surowców włókienniczych i włóknistych poprzez zasypowe urządzenie 4 wprowadzana jest do zasypowego szybu 5 surowców, w którym następuje zagęszczenie i uformowanie surowców w postać pokładu runa. Tak uformowany pokład runa transportowany jest, z jednoczesnym dalszym zagęszczaniem, dwoma zagęszczającymi wałkami 6 i zagęszczającymi zbieżnymi transporterami 7, do igłowarki 8, mechanicznie konsolidującej uformowane pojedyncze podłoże do postaci płaskiego wyrobu nietkanego. Konsolidacja polega na wielokrotnym przeigłowaniu pojedynczych włókien w masie pokładu za pomocą igieł przetykowych zamocowanych w płycie igłującej. Stopień konsolidacji podłoża, jego grubość i masa powierzchniowa, zależą od liczby przeigłowań na jednostkę powierzchni igłowanej. Wytworzona pojedyncza warstwa podłoża uprawowego po wyjściu z igłowarki jest cięta przecinarką poprzeczną 9 do odpowiedniego wymiaru belki podłoża i poprzez zwielokrotnienie pojedynczych warstw następuje pakowanie ich w rękaw foliowy po wewnętrznej stronie koloru czarnego, a po zewnętrznej koloru białego do zadanych wymiarów grubości, szerokości i wysokości oraz gęstości tworząc odpowiednią belkę na sadzonki warzyw np. pomidor, ogórek.

Zarówno liczba warstw w wielowarstwowym podłożu uprawowym, jak i dobór odpowiednich naturalnych surowców włókienniczych i włóknistych do jego budowy, zostały ustalone podczas realizacji eksperymentów badawczych i próbnej eksploatacji przy uprawie pomidorów szklarniowych. Pewna część organicznych surowców włóknistych, które zostały użyte do budowy wielowarstwowego podłoża uprawowego, może być związana chemicznie, w innym procesie, z azotem, lub innymi środkami nawozowymi, takimi jak fosfor, potas i tym podobnymi, tworząc związki organiczno-mineralne, nierozpuszczalne w wodzie, które stanowią startową dawkę nawozu o właściwościach retard. Wybór związków i ich udział w wielowarstwowym podłożu uprawowym zależy od rodzaju uprawianych roślin.

W przykładowym wykonaniu, według wynalazku, wielowarstwowe podłoże uprawowe ma postać belki, o wymiarach 100 cm x 20 cm x 10 cm, zestawionej z 10 pojedynczych warstw, o gęstości ₃

0,1 g/cm³ każda, ułożonych jedna obok drugiej, opakowanej w dwuwarstwową folię, z zewnątrz białą oraz wewnątrz czarną. Każda z pojedynczych warstw zbudowana jest z mieszanki wtórnych i odpadowych naturalnych surowców włókienniczych i włóknistych, skonsolidowanych mechanicznie do postaci płaskiego wyrobu nietkanego. Proporcje zastosowanych surowców w mieszance mogą być różne i są uwarunkowane przeznaczeniem wielowarstwowego podłoża uprawowego. Ważne jest, aby podłoże gwarantowało, w miarę wzrostu rośliny, jej stabilność mechaniczną, oraz nasiąkliwość i podsiąkliwość, przy zasilaniu wodą z rozpuszczonym składnikiem odżywczym.

Struktura budowy wielowarstwowego podłoża uprawowego (Fig. 3) może być różna. I tak wielowarstwowe podłoże uprawowe 14 może zawierać skonsolidowane warstwy 15 ułożone jedne nad drugimi poziomo, albo wielowarstwowe podłoże uprawowe 16 może zawierać skonsolidowane warstwy 17 ułożone jedne obok drugich pionowo, albo wielowarstwowe podłoże uprawowe 18 może zawierać skonsolidowane warstwy 19 ułożone spiralnie. Układ przestrzenny belki wielowarstwowego podłoża uprawowego 20 może zawierać także jedną lub kilka warstw płaskich skonsolidowanych wyrobów nietkanych 21, ułożonych poziomo jedne nad drugimi, oraz warstwy 22 nie skonsolidowanej z rozdrobnionych naturalnych surowców włóknistych, w całości tworzących podłoże o pożądanej gęstości, albo wielowarstwowe podłoże uprawowe 23 może w całości zawierać w belce surowce nie skonsolidowane 24 o zadanej gęstości.

P r z y k ł a d 1

Wytworzono pojedyncze podłoże uprawowe skonsolidowane mechanicznie do postaci płaskiego wyrobu nietkanego, poprzez igłowanie igłami przetykowymi, o gęstości pojedynczej warstwy ₃

0,110 g/cm³, z naturalnych włókienniczych surowców wtórnych, zawierające 25% szarpanki wełnianej, 25% szarpanki bawełnianej i 25% włókien kokosowych oraz z naturalnego włóknistego surowca, taPL 213 622 B1 kiego jak trociny drewniane, w ilości 25%. Skonfekcjonowano z 8 warstw pojedynczych tego podłoża, ułożonych poziomo jedne nad drugimi, belkę wielowarstwowego podłoża uprawowego, o wymiarach 100 cm x 20 cm x 10 cm, którą opakowano dwuwarstwową folią, białą na zewnątrz i czarną wewnątrz belki.

P r z y k ł a d 2

Wytworzono pojedyncze podłoże uprawowe, skonsolidowane mechanicznie do postaci płaskiego ₃ wyrobu nietkanego, poprzez igłowanie igłami przetykowymi, o gęstości pojedynczej warstwy 0,128 g/cm³, z naturalnych włókienniczych surowców wtórnych, zawierające 25% poza gatunkowych pakuł lnianych i konopnych, 25% szarpanki bawełnianej, oraz 25% włókien wiskozowych i z naturalnych włóknistych surowców odpadowych, takich jak trociny drewniane, w ilości 25%. Skonfekcjonowano z 20 warstw pojedynczych tego podłoża, ułożonych pionowo obok siebie, belkę wielowarstwowego podłoża uprawowego, o wymiarach 100 cm x 20 cm x 10 cm, którą opakowano dwuwarstwową folią, białą na zewnątrz i czarną wewnątrz belki.

P r z y k ł a d 3

Wytworzono pojedyncze podłoże uprawowe, skonsolidowane mechanicznie do postaci płaskiego wyrobu nietkanego, poprzez igłowanie igłami przetykowymi, o gęstości pojedynczej warstwy ₃

0,107 g/cm³, z naturalnych włókienniczych surowców wtórnych, zawierające 35% szarpanki wełnianej i 35% szarpanki bawełnianej, oraz z naturalnych włóknistych surowców odpadowych, zawierające 30% trocin drewnianych. Skonfekcjonowano z 4 warstw pojedynczych tego podłoża, zwiniętych spiralnie obok siebie, a następnie z 6 tak otrzymanych zwojów, belkę wielowarstwowego podłoża uprawowego, o wymiarach 100 cm x 20 cm x 10 cm, którą opakowano dwuwarstwową folią, białą na zewnątrz i czarną wewnątrz belki.

Claims (8)

1. Wielowarstwowe podłoże uprawowe, zawierające materiał włóknisty, znamienne tym, że składa się z wielu warstw (15, 17, 22), z których każda jest skonsolidowana mechanicznie do postaci płaskiego wyrobu nietkanego, korzystnie poprzez igłowanie, z biodegradowalnych naturalnych włókienniczych surowców wtórnych, i/lub odpadowych, takich jak bawełna, wełna, len, konopie, juta, i naturalnych włóknistych surowców odpadowych, takich jak trociny, paździerze i tym podobnych, tworzących jedną całość, opakowaną w rękaw foliowy, korzystnie od wewnątrz czarny a na zewnątrz biały, stanowiącą belkę szczelnie na jej końcach zamkniętą, o zadanej gęstości, nie mniejszej niż 0,01 g/cm³.

2. Wielowarstwowe podłoże uprawowe, według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera poszczególne skonsolidowane mechanicznie warstwy (15) z naturalnych biodegradowalnych włókienniczych surowców wtórnych i naturalnych włóknistych surowców odpadowych, o postaci płaskich wyrobów nietkanych, opakowane w jedną całość, w dwuwarstwowy foliowy rękaw, korzystnie wewnątrz czarny a na zewnątrz biały, w ten sposób, że warstwy (15) ułożone są poziomo jedne nad drugimi, w takiej liczbie, aż osiągnięta zostanie pożądana gęstość podłoża, tworząc strukturę przestrzenną, w standardowym wymiarze belki, korzystnie 10 cm x 20 cm x 100 cm.

3. Wielowarstwowe podłoże uprawowe, według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera poszczególne skonsolidowane mechanicznie warstwy (17), z naturalnych biodegradowalnych włókienniczych surowców wtórnych i naturalnych włóknistych surowców odpadowych, o postaci płaskich wyrobów nietkanych, opakowane w jedną całość, w dwuwarstwowy foliowy rękaw, korzystnie wewnątrz czarny a na zewnątrz biały, w ten sposób, że warstwy (17) ułożone są pionowo jedne obok drugich, w takiej liczbie, aż osiągnięta zostanie pożądana gęstość podłoża, tworząc strukturę przestrzenną w standardowym wymiarze belki, korzystnie 10 cm x 20 cm x 100 cm

4. Wielowarstwowe podłoże uprawowe, według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera poszczególne skonsolidowane mechanicznie warstwy (19), z naturalnych biodegradowalnych włókienniczych surowców wtórnych i naturalnych włóknistych surowców odpadowych, o postaci płaskich wyrobów nietkanych, opakowane w jedną całość, w dwuwarstwowy foliowy rękaw, korzystnie wewnątrz czarny a na zewnątrz biały, w ten sposób, że warstwy (19) ułożone są spiralnie jedne obok drugich, w takiej liczbie, aż osiągnięta zostanie pożądana gęstość podłoża, tworząc strukturę przestrzenną w standardowym wymiarze belki, korzystnie 10 cm x 20 cm x 100 cm.

PL 213 622 B1

5. Wielowarstwowe podłoże uprawowe, według zastrz. 2, znamienne tym, że układ przestrzenny belki składa się z jednej lub kilku warstw (15), o postaci płaskich wyrobów nietkanych, ułożonych poziomo jedne nad drugimi, oraz warstwy (22) nie skonsolidowanej z rozdrobnionych surowców włóknistych, w całości tworzących podłoże o pożądanej gęstości.

6. Wielowarstwowe podłoże uprawowe, znamienne tym, że zawiera materiał włóknisty w postaci nieskonsolidowanych surowców (24) o zadanej gęstości.

7. Wielowarstwowe podłoże uprawowe, według zastrz. 1, znamienne tym, że jeden lub kilka składników z naturalnych włókienniczych surowców wtórnych i/lub odpadowych surowców włóknistych może zawierać w swojej strukturze chemicznie związany azot, fosfor, potas, nierozpuszczalne w wodzie, stanowiące startową dawkę nawozową retard, niezbędną do odżywiania uprawianych roślin.

8. Urządzenie do formowania wielowarstwowego podłoża uprawowego, wyposażone w zasilające dozowniki, transportery, urządzenie zagęszczające, urządzenie konsolidujące i urządzenie odbiorcze, znamienne tym, że zawiera połączone w jedną linię produkcyjną takie urządzenia jak zasobnik (1) naturalnych rozwłóknionych wtórnych surowców włókienniczych oraz dozownik (3) naturalnych rozdrobnionych surowców włóknistych, współpracujące z transporterem (2) zasilająco-podającym te surowce, współpracującym z wałkami (4) strącającymi i zasypowym szybem (5) zasilarki wolumetrycznej, która współpracuje z wałkami (6) zagęszczającego zespołu, wyposażonego korzystnie w dwa zbieżne transportery (7), połączonego z igłowarką (8) do mechanicznej konsolidacji podłoża uprawowego, wyposażoną w odbierająco-zwijające urządzenie (9), ze stołem (11) do konfekcjonowania podłoży uprawowych.