SE527520C2 - Förfarande för automatisk tillförsel av vätska vid odling samt anordning för genomförande av förfarandet - Google Patents

Description

527 520 Z På eller i uppbärningsorganen placeras fyllda krukor eller andra behållare i vilka produkten ,som skall drivas, är anordnad att förvaras. Odlingsbanan har en reglerbar fiamföringshastighet. Vidare finns armatur för att åstadkomma ett artificiellt ljus.

Den serpentinformade odlingsbanan bildar i en sidovy ett antal väsentligen V-forrniga slingor och det artificiella ljuset är anordnat att endast uppifrån belysa de inuti respektive V-formiga slingor framförda växterna. Genom att serpentinslingoma är V-formiga och det artificiella ljuset är inrättat att uppifrån belysa det inre av de divergerande banoma i dess V-slinga, erhålls optimalt utbyte av den artificiella belysningen. Även om den i patentskrifien SE 467643 beskrivna konstruktionen uppfyller sina syfien innefattar den inte en automatisk bevattningsanordning där en viktavkännande sensor styr bevatmingen av det odlade. Vidare innefattar inte konstruktionen en automatisk in och utmatningsenhet av det odlade till och från maskinen. Syflet med föreliggande uppfinningen är därför att skapa en enkel utrustning som på ett kostnadseffektivt sätt både bevattnar och förflyttar det odlade in och från odlingssystem och liknande. Företrädesvis syftar uppfinningen till att skapa en konstruktion vilken kan integreras med det odlingssystem som finns beskrivet i patentet SE 467643.

Känd teknik Odlingsbanor som innefattar anordningar för automatisk bevattning genom undervattriing, d.v.s. där bevattning av odlingssubstratet och det odlade sker underifrån, är sedan tidigare kända. Således beskrivs i patentslflifierna GB 984404, FR 2345912 med flera patent, ändlösa odlingsbanor med behållare vilka beskriver vertikala serpentinfonnade slingor. Behållarna med det odlade mediet sänks, i det nedersta läget i en serpentinformad slinga, ned i en bassäng fylld med vatten och eventuellt med näringsämnen. Konstruktionen innefattar ingen automatisk avkänning av vätskebehovet och saknar en enhet för effektiv in- och utmatning av det odlade.

En snarlik teknisk lösning beskrivs i patentsln-iñen US 5943818 som utgör ett system för odling av plantor i ett växthus, där plantbehållama får cirkulera längs en ändlös serpentinformad bana. Via den serpentinforrnade banan förflyttas behållarna med det odlade vertikalt så att byggnadens höjd utnyttjas effektivare. Plantoma i behållama vattnas och göds 527 520 n J passivt med näringsämnen genom att behåll-arna vid förflyttning utefter banan passerar en eller flera bevattningsstationer där behållama doppas i bassänger fyllda med vatten.

Via den amerikanska patentansökan US 2004/01 11965 är en odlingsbana med viktavkännande styrning för bevattning känd. Konstruktionen bygger på avkänning av vikten för odlingshyllor vilka tillförs odlingsbanan. Som en konsekvens av att de odlade växterna förbrukar tillfört vatten minskar vikten på odlingshyllorna med dess innehåll. När vikten minskar till en viss nivå så förflyttas odlingshyllorna till en position där ny vattenpåfyllning sker. Konstruktionen bygger på en väsentligen annan teknik än den föreliggande uppfinningens.

Ingen av ovanstående konstruktioner innefattar en kombinerad vattningsanordning som med hjälp av viktavkänning känner av behovet av bevattning. Vidare innefattar ingen av ovanstående konstruktioner en kombinerad anordning för automatisk bevattning samt automatisk in och utmattning av odlingsbrätten med embryon, frön, sticklingar eller plant i odlingssubstrat Beskrivning av uppfinningen Anordningen enligt uppfinningen är företrädesvis integrerat med det odlingssystem som finns beskriven i patentet SE 467643. Givetvis kan anordningen enligt uppfinningen även anslutas till andra odlingssystem.

Föreliggande uppfinning ingår som ett viktigt moment vid odling av alla slag av växter och närmare bestämt att tillgodose behovet av vätska. Härvid avses i första hand drivning av plant från fröstadiet. Företrädesvis sätts frön, plantor, sticklingar eller embryon (exempelvis somatiska embryon) i odlingsbrätten, vilka enligt uppfinningen läggs på härför lämplig lastbärare och som i det följande benärrms för odlingshylla.

Vätskan kan bestå av enbart vatten, men kan även innehålla tillväxtbefiärnj ande näringsämnen. I vissa fall kan vätskan även innehålla biocider. Kännetecknande för uppfinningen är att tillförseln av vätska sker på automatisk väg Med stöd av figrrrerna l - 5 skall uppfinningen beskrivas mera i detalj. 527 520 fi' Fig. 1 visar i ett första sidoperspektiv en skiss av vitala delar av anordningen Fig. 2 visar i tvärsnitt vitala delar av anordningen F ig. 3 visar i fågelperspektiv en transportbana för odlingsbrätten Fig. 4 visar i sidoperspektiv en förenklad skiss av uppfinningens transportörer Fig. 5 visar en perspektivritning av uppfinningens lyfianordning I fig. 1 visas odlingsbrätten (lådor) 1 vilka ligger på en odlingshylla 2. Odlingshyllan kan ha plats för ett godtyckligt antal odlingsbrätten. För att erhålla rationell och hög kapacitet placeras minst tre odlingsbrätten på varje odlingshylla. Skissema i fig. l och 4 visar just tre (fördelade på tre transportörer) odlingsbrätten medan det i fig. 3 visas fem odlingsbrätten.

Detta har givetvis ingen betydelse för uppfinningens innebörd efiersom valet av antalet odlingsbrätten är godtyckligt (så länge det finns utrymme på lastbäraren).

Materialet i odlingsbrättena kan tillverkas av olika material vilka inte har menlig inverkan på vare sig den yttre eller inre miljön. Exempel på sådana material utgör polyetenplast och så kallad bíoplast som är nedbrytningsbar i naturen. Andra nedbrytningsbara material utgör trä, kartong av pappersmassa med eller utan inblandning av torvfibrer. Även inert material som till exempel aluminium kan användas.

Odlingshyllans och odlingsbrättets storlek kan väljas godtyckligt. Vad beträffar odlingshyllan kan dess längd variera från 0,5 m upp till 10 meter och dess bredd från 20 cm upp till 80 cm.

Avvikelser från angivna mått är givetvis möjliga, men kan medföra praktiska problem. Vidare är odlingshyllans mått avhängig av odlingsbrättets storlek och givetvis av deras antal.

Lämpliga mått på odlingsbrättenas sidor är allt från 100 mm upp till 800 mm och formen kan vara kvadratisk eller rektangulär. I sällsynta fall kan odlingsbrättet ha cirkulär form. Oavsett form ska företrädesvis odlingsbrättena ha ett djup som är minst 5 mm. För bevattning underifi-ån förses odlingsbrättet med en perforerad botten. Inom ramen för uppfinningen kan även odlingsbrätten utan perforerad botten användas om bevattningen sker enbart på odlingens översida..

Beskriven odlingshylla med odlingsbrätten, som visas i fig.l lyfts av från ett kontinuerligt arbetande odlingssystem 3 (visas endast symboliskt i fig. 1), som innehåller ett stort antal lastbärare med odlingsbrätten. Nänmas kan, att varje odlingshylla är upphängd på sådant, sätt att odlingshyllans bottendel alltid befinner sig under dess överdel med odlingsbrätten. 527 520 S' Dessa enheter hålls upp och förflyttas med hjälp av ändlösa långsträckta band eller kedjor vilkas rörelsernönster kan beskrivas som en berg-och dalbana.

Detta arrangemang innebär att ett och samma odlingsbrätte återkommer till samma position innan de lyfts av från odlingshyllan.

Förflyttningen av en odlingshylla med dess odlingsbrätten går vanligtvis vid en hastighet som ligger mellan 5 cm och 20 cm per sekund (3 m respektive 12 m per minut). Med andra ord är hastigheten låg och detta beror givetvis till stor del på att växters tillväxt är långsam. Den relativt långsamma hastigheten förstärks av att förflyttningen sker företrädesvis inom vissa intervall. Lämpliga tidsintervall ligger vid 2-4 minuter. Så exempelvis kan förflyttningen ske var 3:e minut och under 5-10 sekunder. Ett armat skäl till den långsamma hastigheten är att växterna, som till exempel salladshuvuden eller skogsplant, i vissa positioner och med vissa tidsintervall med fördel kan exponeras med artificiellt ljus. En del av ljuset kan stråla från en ljuskälla som avger ultraviolett (UV) ljus.

Irrom ramen för uppfinningen kan till odlingsbrättena genom automatisk matning tillsättas vätska med näringsämnen.

I enlighet med uppfinningen fylls varje odlingsbrätte med en förutbestämd mängd odlingssubsnat med känd fukthalt. Odlingssubslratet kan bestå av flera olika material som exempelvis växttorv, sand, kulturjord, jord erhållen från kompostering, bark och slam.

Totala vikten av odlingssubstrat, växt (fiö, planta, sticlding eller embryo) vägs med stor precision. En kärmetecknande del av uppfinningen är att derma vikt följs upp med jämna mellanrum. För att åstadkomma detta på automatisk väg tillämpas föreliggande uppfinning.

Enligt ett visst schema lyfts odlingsbrätten av från transportsystemet för kontroll av vikten, som indirekt utgör ett mått på fukthalt och uppnådd tillväxt. För nämnda vikts-och tillväxtkontroll förflyttas odlingsbrätten med hjälp av en lyfianordning 4. Lyfianordningen, som kan utgöras av en vanlig telfer, innefattar en sensor, som efter korrigering av tillbehör, känner av vikten hos odlingssubstratet och i synnerhet registrerar växtens vikt.

Om det vid ovan nämnda operation framkommer att det finns behov av vätska så förs odlingsbrättet vidare och sänks ner i en bassäng 5 helt eller delvis fylld med vatten. Vattnet kan innehålla näringsämnen eller biocider. Beroende på substratets förmåga att effektivt suga upp vätska erhålls en relativt snabb förhöjning av odlingsbrätten totala vikt. Denna förändring av vikten registreras med hjälp av tidigare nämnda sensor genom att odlingsbrättet lyfis upp från bassängen. 527 520 é För att uppnå en fiillödig upptagning av vatten till odlingssubstratet och växten hålls odlingsbrättet nedsänkt i bassängen under valfri tid. Exempelvis vid odling av tallplant hålls odlingsbrättet nedsänkt i bassängen under minst 20 sekrmder och ibland upp till 80 sekunder. I det fall lyfianordningens sensor noterar att absorberad vattenmängd underskrider ett angivet börvärde, som i princip är ekvivalent med ett mättat odlingssubstrat, doppas odlingsbrättet åter i bassängen varefter tidigare beskrivna procedur upprepas.

Vattnet kan även appliceras via en eller flera dysor (ej visade i figur) som exempelvis kan anordnas på en åkvagn vilken löper på kanterna av bassängen.

Ovan beskrivna kontroll av vikten utgör också en indirekt kontroll av tillväxten. Ett mera direkt mått på tillväxten utgör användning av apparatur och instrument som anger måttenheter i delar av metersystemet eller andra måttsystem. I sin enklaste form kan mätningen utföras manuellt med hjälp av linj aler eller tumstock. Genom att använda optisk mätning, som exempelvis laser, erhålls exaktare mått och dessutom kan mätningen ske automatiskt samt med registrering.

När växten har uppnått en vikt och/eller mått som visar att växten kan lämna systemet inträffar ytterligare arbetsmoment. Som första steg töms bassängen på sitt innehåll av vätska.

Vätskan kan givetvis återanvändas om den fylls i en härför lämplig behållare. Denna behållare kan förses med ett filter som kan rena vätskan från partiklar som kan ha lösts ut från odlingssubstratet.

När bassängen tömts på sitt innehåll av vätska förflyttas den ett halvt varv (180°) genom dess rotation runt dess fäste mot axeln 6. På samma axel är ansluten en transportanordning 7.

En kärmetecknande del av uppfinningen är således att transportanordningen och bassängen är anslutna till en och samma roterbara axel. Som framgår av fig. l ligger transportbandet under bassängen och i sin lägsta position. Efter ett halvt van/s (180°) rotation intar respektive enhet motsatta positioner. Denna förändring illustreras av fig. 2.

I och med att transportören har det läge som visas i fig. 2 kan odlingsbrätten placeras på transportören för vidare transport till ett mellanlager eller direkt ut till brukaren av till exempel plantor eller salladshuvuden. Denna förflyttriing från systemet kan med fördel utföras med hjälp av ett transportband 8. Vid mottagningsstationen kan odlingsbrätten exempelvis lastas på pallar eller rackar.

Päfyllnad av nya odlingsbrätten kan ske på olika sätt. Enklast är manuell lastning. För en mera rationell hantering kan användas matning via ett transportband 9, som ligger i samma plan som den roterbara transportören. 527 520 fiki Fig. 3 visar på ett schematiskt sätt ett transportband med odlingsbrätten på vilket ligger fem odlingsbrätten fyllda med frön och odlingssubsnat som förs till den roterbara transportanordningen (7). Det nya odlingsbrättet vägs i samband med att det placeras på en av odlingssystemets många odlingshyllor. Emedan odlingsbrättet med vissa intervall vägs uppnås en god kontroll av växtens fortsatta tillväxt.

De flesta av beskrivna arbetsmoment styrs med hjälp av datoriserad styr- och reglerteknik.

Detta underlättar dessutom registrering och lagring av data såsom Vattenförbrukning och växters tillväxt. _ Med stöd av fig. 5 ska närmare beskrivas den lyfianordning (4) som utgör ett väsentlig redskap i utförandet av förfarandet i enlighet med uppfinningen. Lyfianordningen har ett fast stativ10 som innefattar en antal rörliga delar. På stativets övre balkdelar 1 1. 12 löper i horisontell led en telfer 13, som dessutom kan föra anordningens gripklor 14 upp och ned.

Dessa gripklor är i sidled förskjutbara. Telferns och gripklomas rörelsemönster framgår av pilar (A-C) i fig. 5.

I enlighet med utförandet av uppfinningen lyfis odlingsbrättena (1) av från odlingssysternet (4) för bevattning och kontroll av tillväxt hos det odlade objektet. Således förs odlingsbrättena (demonstreras av pilen H) med hjälp av telfern till bassängen för bevattning. Denna bevattning kan ske medelst nedsänkning av odlíngsbrättena i bassängen (5) eller med hjälp av dysor 15 vilka applicerar vattnet (med eller utan tillsats) i en position ovanför växten. Nämnda dysor är anslutna till en ledning 16, som i sin tur framförs av en vagn 17. Denna vagn förs fram och tillbaka (illustreras av pilen I) på bassängen, som således fungerar som en ramp.

Inom rarnen för uppfinningen kan ledningen med dysor förflyttas fiån en ramp som sträcker sig mellan stativets balkar (l1,12). Efter bevattningen sker en omvänd ordning av beskriven förflyttning av odlingsbrättena.

Som framgått av beslcivningen för själva utförandet av uppfinningen kan bassängen efier tömning av vätska fås att rotera ett halvt varv så att anordningens bandtransportör (7) kommer att ligga ovanför bassängen. Beskrivet rörelsernönster illustreras av pilarna E., G och F.

Vid tillämpning av uppfinningen erhålls flera fördelar. Genom långt driven automatisering krävs få personer att sköta anläggningen, som dessutom uppvisar hög produktionskapacitet.

Den höga kapaciteten har överraskande nog inte resulterat i sämre kvalitet hos växtema.

Särskilt överraskande är den exceptionellt jämna storleken som erhållits hos växtema. Detta oavsett typ av växt.

Claims (8)

1. 527 520 å? Patentkrav 1 Förfarande för tillförsel av vätska till odlingssubstrat med innehåll av frön alternativt plant, stieklingar eller embryon och vilken anordning bl.a. innefattar odlingshyllor (2) varpå är placerade odlingsbrätten (1) vilka är integrerade med ett odlingssystem (3) som automatiskt förflyttar odlingsbrätten kännetecknat av att odlingsbrätten med hjälp av en lyfianordníng (4) temporärt lyfts fiån odlingssystemets odlingshylla (2) och vilken lyfianordning innefattar en sensor, som avkänner odlingsbrättets vikt och behov av vätska till odlingssubstrat och växt.

2. För-farande enligt krav 1 kännetecknat av att odlingsbrättet vid registrering av vätskebehov sänks ned i en bassäng (5) partiellt fylld med vätska.

3. Förfarande enligt krav l och 2 kännetecknat av att odlingsbrättet efter upptagning av vätska lyfis upp fi-ån bassängen och ånyo vägs med hjälp av lyftanordningens sensor, som registrerar eventuellt behov av ytterligare vätska för mättnad av odlingssubstzratet.

4. Förfarande enligt krav 1-3 kännetecknat av att odlingsbrättet återlörs till odlingshyllan.

5. Förfarande enligt krav 1-4 kännetecknat av att fiirdig växt med odlingsbrättet lyfis fiån odlingshyllan och bortflirs från anordningen via lyñanordningen och en tranportör (7) varvid bassängen före denna operation töms på sitt innehåll av vätska.

6. Förfarande enligt hav 1-5 kännetecknat av att den på vatten tömda bassängen bríngas att rotera ett halvt varv med dess roterbara axel (6) varvid bassängens tidigare position ersätts av en transportör (7), mm fiirflyttai' odlingsbrätten till lager eller direkt till iörbrukare varefter nya odlingsbrätten fylls på odlingssystemet med hjälp av transportören och lyflanordningen.

7. Förfarande enligt kravl- 6 kânnetecknat av att nya odlingsbrätten med odlingssubstrat, som innehåller embryon altemativt fiün, sticklingar eller plant tillförs odlingssystemets odlingshylla med hjälp av transportören och lyfianordningen.

8. Anordning sarnmankopplad med förfarandet enligt krav 1-7 och vilken anordning irmefattar odlingsbratten (1) vilka är integrerade med ett odlingssystem (3) som automatiskt iörflyttar odlingsbrätten kännetecknad av att odlingsbrätten med hjälp av en lyfianordning (4) är temporärt lyfibar från odlingssystemets odlingshylla 527 520 “i (2) och vilken lyfianordnixxg innefattar en sensor, som avkänner odlingsbrättets vikt och behov av vätska till odlingssubstrat varvid odlingsbrättet är sänkbar ned i en bassäng (5) partiellt fylld med vätska och att odlingsbrättet är lyfibart och fiirflyttningsbart fiån bassängen med hjälp av lyfianordningen och en transportör (7)-