集装箱植物工厂

集装箱植物工厂是一种自动化程度高、不受外界环境限制的微型植物工厂。



植物工厂可以大幅提高单位土地利用率、产出率和经济效益，自动化程度高，具有生产计划性，使农产品安全无污染，生产操作省力等特点。在极端恶劣的环境条件进行生产，有利于摆脱资源与环境的限制，实现农业的可持续发展。因此，植物工厂被认为是21世纪解决世界资源、人口和环境问题的重要途径，也是未来高科技工程(如航天工程、海洋探索过程)中实现食物自给的重要途径。

微型植物工厂是将植物工厂的技术进一步浓缩，集成在一个很小密闭的空间里，通过智能自动控制系统调控植物生长的环境，为作物提供适宜的光照、温度、湿度环境，以及合理比例的营养液。集装箱型植物工厂是微型植物工厂的一种代表形式。箱体全部由铁皮包裹，便于运输，密闭的环境可以使内部种植环境与外界环境隔离。

集装箱植物工厂由集装箱外壳、栽培系统、环境调控系统、营养液循环系统、物联网远程操控系统等组成。

栽培系统采用方便拆卸的铝合金栽培层架，栽培架一般为4层式结构；外箱和种植板为PVC发泡板，利用内设卡扣将其固定在栽培层架上，方便拆卸、视觉美观。每层栽培空间上方布置有LED植物灯条，下方布置栽培槽，栽培槽为管道式，采用上下分体式栽培槽。
 

供液系统分为营养液循环系统和自动配肥系统。一个集装箱植物工厂只需一套配肥系统，共设置A、B、C体积为20L的3个母液桶，母液桶内部设置自动搅拌装置。根据中控系统的进液量控制，自动将适当的母液打入下方的总液箱，再由总液箱输送到每个栽培架下方的贮液槽中。

营养液循环系统主要由营养液贮液槽、循环泵、营养液供液管路、营养液回液管路等装置组成，主要功能是使营养液在栽培槽中循环流动。列栽培架下各有2个贮液槽贮液槽内的循环泵可将营养液供给到上部栽培架植物，保证植物的正常生长，营养液再经过过滤孔流回贮液槽。贮液槽内设置有高、低水位液位器和EC、pH、温度传感器，进水、进液、出水口，可以自动控制补液量、补液浓度和补水量。

为了满足种植架种植空间的充分应用，植物照明设备需选择防水性能好，安装方便，空间占用体积小的条形灯类别。LED灯可根据植物生长需求与光合反应吸收相符合的特性光谱提供不同波长的单色光。该集装箱使用的LED灯条采用合理红蓝光配比，柔和白光的视觉设计，不会刺激人眼。
 

环境调控系统结构。每种作物都有自己适合的生长环境，苣科植物喜凉，最适温度为 18~22℃。叶菜种植集装箱白天可将温度控制在15~26℃；夜间控制在10~18℃最适温度为10~15℃，尽量保证昼夜温差6~10℃。集装箱植物工厂的环境控制系统主要利用空调、排风扇的作用，空调控制温度、湿度变化；风机、排气扇促进内部空气流通，通风散热；CO2，装置可调节室内气体变化。

智能控制系统由各控制参数的传感器及各种智能设备连接起来，以计算机系统为核心，实现数据监测采集，信息反馈工作命令控制执行。本集装箱植物工厂智能系统主要用于植物工厂内环境的调控，包括温度、湿度的实时监测，并根据目标温度调节制冷、供暖湿度，实现营养液分层循环、定时供液，能够按照设定时间自动控制LED 光源的闭合与断开，实现不同光照周期的转换、自动配肥和营养液循环灌溉控制2。自动控制系统主要包括控制器、传感器(温湿度、液位)和触摸操作屏。