[发明专利]一种植物工厂

说明书

技术领域

本专利涉及一种植物工厂，既可用于超市、餐厅自产自销多种植物性食物；亦可应用于高原、沙漠、地下、南北极和空间基地等特殊环境条件下，满足特殊环境下长期活动人员的植物性食物连续供给与空气净化需求，还可用于家庭自主生产新鲜蔬菜。本专利结构简单，操作方便，能源利率高。 

背景技术

由于人口快速增长、耕地日益减少、资源短缺、环境恶化、农药滥用等问题使得传统粮食作物生产在产量与安全上面临着巨大的挑战。植物工厂利用环境自动控制技术、电子技术、生物技术和新材料等在设施内连续高效生产粮食作物，同时植物工厂不使用农药，培育出作物绿色无污染。植物工厂的这些特征能够有效解决传统农业的上述问题，是当今设施农业发展的终极方向。 

但当前，一方面植物工厂结构系统复杂、维护繁琐，能源消耗过大，营养液供给不方便同时存营养液污染和在一定程度的浪费，这使得作物的生产成本过高；另一方植物工厂规模过大、种植品种单一，这往往造成产品积压，物流成本增加。上述两个方面缺陷限制植物工厂的推广应用。 

将植物工厂系统结构简单化，提高能源利用效率，能够有效降低生产成本；而将植物工厂化、种植品种多样化，能够灵活地实现产销平衡。植物工厂不仅可应用于超市、餐厅自产自销，增加环境的绿色景观；亦可应用于高原、沙漠、地下、南北极和空间基地等特殊环境条件下，满足特殊环境下长期活动人员的植物性食物连续供给、空气净化、心理慰藉等需求；还可用于家庭自主生产新鲜蔬菜。 

发明内容

本发明创造的目的在于提供一种结构简单、操作方便、连续生产多种植物性食物的高效植物工厂。 

为实现上述研究目的，采取的技术方案是：该植物工厂采用半开放式设计，依靠有人环境温湿度、CO2浓度进行连续式生产。它包括可变高植物栽培单元17、按需式营养液自动供给单元26、可调节光照单元27、外部防护罩16。可变高植物栽培单元17由含有多根微孔管栽培模块8的上层栽培板22和下层栽培板23组成。微孔管栽培模块8两端分别用硅胶塞21密封，外部紧密包裹尼龙微滤膜18，其外部上方放置亲水植物培养基质条19，外被反光防水蒸发膜20，固定于微孔管支架25上。上层栽培培板22和下层栽培板23距离LED光板11的高度、微孔管模块8之间的距离可调节，以适应不同粮食作物品种所需要种植高度与种植密度。按需式营养液自动供给单元26由储液箱1、水泵2、液位计12、供液罐3、第二电磁阀13、第一电磁阀14、第三电磁阀15、收集罐9、供液管路28和PLC控制器29组成。可调节光照单元27由LED光板11和换热板10组成。LED光板11由红白两色LED灯组成，各色LED灯开关独立控制，从全关到全开分为五档，根据植物品种的不同需求实现光通量比例为1:1—10:1，同时打开状态的LED可根据植物生长需求调节光照强度。换热板10内部通入冷媒，通过冷媒流动管24与制冷系统7连接对LED灯板11进行冷却散热；换热板10使用微倾角设计，稍低一侧安装冷凝水回收管5，以便收集冷凝水返回 储水箱1。外部防护罩16设有风扇4和和百叶窗6。 

所述的微孔管8，直径为5-100mm。 

所述的尼龙微滤膜18，孔径为0.1-1.0μm。 

所述的亲水植物培养基条19，厚度为1-10mm，宽度为10~100mm，吸水膨胀系数为2200%~1000%。 

所述的供液管路28，直径为5~10mm，由聚氨酯构成。 

附图说明

图1为本发明装置的前视图； 

图2为本发明装置的右视图； 

图3为本发明装置植物栽培微孔管剖面图； 

图4为本发明装置植物栽培微孔管A-A剖面图； 

图中：1.储水箱，2.水泵，3.供水罐，4.风扇，5.冷凝水回收管，6.百叶窗，7.制冷系统，8.微孔管，9.收液罐，10.换热板，11.LED光板，12.液位计；13.第二电磁阀，14.第一电磁阀，15.第三电磁阀，16.外部防护罩，17.可变高植物栽培单元，18.尼龙微滤膜，19.亲水植物培养基条，20.反光防水蒸发膜，21.硅胶塞，22.上层栽培板，23.下层栽培板，24.冷媒流动管，25.微孔管支架，26.按需式营养液自动供给单元，27.可调节光照单元，28.供液管路29.PLC控制器 

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步说明。