基本信息
- 項目名稱：
- 新型智能植物工廠
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本植物工廠是利用現(xiàn)代生物學、工程學、環(huán)境科學、材料科學和設施園藝等多學科中相關知識，模擬出植物生長發(fā)育的最適條件。本發(fā)明主要包括鋼框架結構系統(tǒng)、多光質控時光照系統(tǒng)、半導體制冷—加熱雙向溫控系統(tǒng)、通風除濕系統(tǒng)、CO2實時監(jiān)控補給系統(tǒng)、營養(yǎng)液在線監(jiān)測系統(tǒng)、營養(yǎng)液水位控制系統(tǒng)等。實現(xiàn)了植物快速育苗，品種選育以及各種環(huán)境因素對植物的影響等科學研究，同時開發(fā)出適于企業(yè)規(guī)?；a的家庭式植物工廠。
- 詳細介紹：
- 植物工廠是國際上公認的設施農業(yè)最高端發(fā)展階段，目前僅有日本、美國、荷蘭等少數(shù)發(fā)達國家掌握這項技術。本發(fā)明是利用現(xiàn)代生物學、工程學、環(huán)境科學、材料科學和設施園藝等多學科中相關知識，模擬出植物生長發(fā)育的最適條件，從而實現(xiàn)植物快速育苗，品種選育以及各種環(huán)境因素對植物的影響等科學研究，同時開發(fā)出適于企業(yè)規(guī)?；a的家庭式植物工廠。 本植物工廠主要包括鋼框架結構系統(tǒng)、多光質控時光照系統(tǒng)、半導體制冷—加熱雙向溫控系統(tǒng)、通風除濕系統(tǒng)、CO2實時監(jiān)控補給系統(tǒng)、營養(yǎng)液在線監(jiān)測系統(tǒng)、營養(yǎng)液水位控制系統(tǒng)等。 各個系統(tǒng)功能的實現(xiàn)是依據(jù)于不同種類的感應裝置、實時監(jiān)控反饋系統(tǒng)及人工光照系統(tǒng)的功能，對植物工廠的光照、溫度、濕度、CO2濃度以及營養(yǎng)液等環(huán)境要素進行自動監(jiān)控，實現(xiàn)自動化管理，從而為植物提供一個全面良好的生長環(huán)境。 本發(fā)明的核心是環(huán)境因素智能控制技術和營養(yǎng)液在線監(jiān)測技術。利用環(huán)境控制技術實現(xiàn)植物工廠的全程監(jiān)控，利用營養(yǎng)液在線監(jiān)控技術來實施對栽培系統(tǒng)營養(yǎng)液的監(jiān)控，保證了植物最適宜營養(yǎng)需求。 現(xiàn)有的植物工廠的建設都趨于以植物種植為主的大型化工業(yè)生產，離尋常百姓家庭普及植物工廠有很大的距離。本發(fā)明正是此類產品的小型化，適用于相關科學研究，還可以作為家庭裝飾氧吧、小學生的科普教具和老人的農業(yè)嗜好平臺。這正是該發(fā)明的特點及優(yōu)點。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 作品設計、發(fā)明的目的： 植物工廠是一個植物栽培領域的全新課題,在滿足以往科學研究需求的基礎上，還能控制更精準的實驗條件。 小型植物工廠還可以走進家庭作為裝飾氧吧，美化生活空間；作為小學生的科普教具，拉近孩子與大自然的距離；作為小型的無土栽培蔬菜種植基地，滿足老人的農業(yè)嗜好。 此外，植物工廠為生活在惡劣環(huán)境中人群，如遠洋艦、高山哨所、地下防空洞甚至是未來的空間站，提供了蔬菜的補給。它也極大地緩解了全球耕地資源大幅縮減的嚴峻形勢，在解決糧食問題方面發(fā)揮越來越重要的作用。 植物工廠存在著巨大的價值，其更廣闊的應用空間，仍等待著我們去發(fā)掘。 基本思路： 所采用的智能在線監(jiān)控系統(tǒng)對植物工廠的光照、溫度、濕度、CO2濃度以及營養(yǎng)液EC值pH值等環(huán)境要素進行了無線遠程監(jiān)控，實現(xiàn)自動化管理，為植物提供一個全面適宜的生長環(huán)境。 創(chuàng)新點及技術關鍵： 1.多光質控時光照系統(tǒng)。 2.半導體制冷—加熱雙向溫控系統(tǒng)。 3.CO2實時監(jiān)控補給系統(tǒng)。 4.營養(yǎng)液在線監(jiān)測系統(tǒng)。 5.營養(yǎng)液水位控制系統(tǒng)。 6.遠程監(jiān)控系統(tǒng)。 技術指標 對各個生態(tài)因子控制系統(tǒng)的分單元及整體功能進行試驗。探索并研究出各個系統(tǒng)的最佳使用范圍及強度，實現(xiàn)整個植物工廠的環(huán)境最優(yōu)控制。
科學性、先進性
- 植物工廠以人工可控的環(huán)境設施為主要特征，受地理、氣候等自然條件的影響小，可以按計劃和市場需求進行生產，作物生長周期短、速度快、污染少，同時通過多層、立體式栽培以及周年多茬次的安排，單位土地面積的利用率和作物產量可以得到成倍甚至數(shù)十倍的提高。同時實現(xiàn)植物組培，快速育苗，新品種選育以及各種環(huán)境因素對植物的影響等科學研究。植物工廠必將對未來的植物科學研究以及農作方式與家庭生活產生重大的影響 實質性技術特點和顯著進步 本發(fā)明的核心是環(huán)境因素智能控制技術和營養(yǎng)液在線監(jiān)測技術。環(huán)境控制技術是通過多光質控時光照系統(tǒng)、半導體制冷—加熱雙向溫控系統(tǒng)、通風除濕系統(tǒng)、CO2實時監(jiān)控補給系統(tǒng)，來實現(xiàn)植物工廠的全程監(jiān)控。營養(yǎng)液在線監(jiān)控技術是通過對營養(yǎng)液的EC值、pH值和液面高度等要素的在線監(jiān)測來實施對栽培系統(tǒng)營養(yǎng)液的監(jiān)控，保證了植物最適宜營養(yǎng)需求。
獲獎情況及鑒定結果
- 作品主要結果擬申請國家專利 級別水平達到國內領先
作品所處階段
- 中試階段
技術轉讓方式
- 專利實施許可
作品可展示的形式
- 實物、模型、圖紙、圖片
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 適用范圍 植物組培，快速育苗，新品種選育以及各種環(huán)境因素對植物的影響等科學研究 家庭植物工廠作為家庭葉菜供應的補充，作為綠化的裝飾，作為室內氧吧，也可以作為小學生的科普教具，更是老人的農業(yè)嗜好平臺。 技術特點和優(yōu)勢 解決了科研領域的一些實際問題，滿足了以往植物培養(yǎng)研究中未能達到的實驗條件。通過對植物工廠化生產中人工光源的選用、制冷加熱系統(tǒng)的設計、營養(yǎng)液監(jiān)測等分項技術的試驗研究，開發(fā)了適合我們情況的人工光型密閉式植物工廠。 近年來，隨著城市化的加劇以及人們生態(tài)環(huán)保意識的加強，小型智能植物工廠潛在著巨大的市場與商機，我們結合企業(yè)與家庭的生產生活要求，開發(fā)出這一套植物工廠培養(yǎng)箱。 市場推廣預測 本發(fā)明主要應用于科學研究、園藝觀賞及家庭種植。 對于大規(guī)模低成本的優(yōu)質種苗、新品種種苗和珍貴藥草的組培及人工栽培具有很廣闊的應用前景。 它給家居帶來四季美景，給生活增添樂趣，給食物帶來安全放心。目前，我們遵循低碳環(huán)保綠色健康的原則將不斷的完善該產品，于不久將來會有更多的產品面市
同類課題研究水平概述
- 植物工廠是通過設施內高精度環(huán)境控制實現(xiàn)植物周年連續(xù)生產的高效系統(tǒng)，是對植物生育的溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度以及營養(yǎng)液等環(huán)境條件進行自動控制，使設施內植物生育不受或很少受自然條件制約的省力型生產。植物工廠是科學技術發(fā)展到一定階段的必然產物，是現(xiàn)代生物技術、建筑工程、環(huán)境控制、機械傳動、材料科學、設施園藝和計算機科學等多學科集成創(chuàng)新、知識與技術高度密集的生產方式。 植物工廠是國際上公認的設施農業(yè)最高端發(fā)展階段，目前僅有日本、美國、荷蘭等少數(shù)發(fā)達國家掌握這項技術。植物工廠技術的突破將會解決人類發(fā)展面臨的諸多瓶頸，甚至可以實現(xiàn)在荒漠、戈壁、海島、水面等非可耕地，以及在城市的摩天大樓里進行正常生產。因此被認為是21世紀解決糧食安全、人口、資源、環(huán)境問題的重要途徑，也是未來航天工程、月球和其他星球探索過程中實現(xiàn)食物自給的重要手段。 進入21世紀以來，國內外一些科研單位先后在無土栽培、植物組培和植物工廠方面進行了一些研究與開發(fā)，目前已經(jīng)取得了一些階段性成果，如：營養(yǎng)液的配方與實用技術逐步得到開發(fā)，栽培技術體系和環(huán)境控制技術體系日趨成熟等。 現(xiàn)有的植物工廠的建設多趨于以植物種植為主的大型化工業(yè)生產，離尋常百姓家庭普及植物工廠有很大的距離，現(xiàn)在市場上缺乏小型智能適于室內園藝生產，科普教育，相關科學研究等的植物工廠。而本發(fā)明正是此類產品的小型化，適用于植物組培，快速育苗，新品種選育以及各種環(huán)境因素對植物的影響等科學研究，還可以放置在家庭環(huán)境的任何一處，作為家庭的裝飾氧吧以及小學生的科普教具和老人的農業(yè)嗜好平臺。這正是該發(fā)明的特點及優(yōu)點。
