集装箱植物工厂：微型植物工厂的创新实践

集装箱植物工厂：微型植物工厂的创新实践

集装箱植物工厂概述

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。它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。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。

集装箱植物工厂的组成

栽培系统

栽培系统采用方便拆卸的铝合金栽培层架，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，方便拆卸且视觉美观。每层栽培空间上方布置有LED植物灯条，下方布置管道式栽培槽。

供液系统

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三个母液桶，每个体积为20L，内部设有自动搅拌装置。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

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。每个栽培架下设有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。贮液槽内设置有高、低水位液位器和EC、pH、温度传感器，可以自动控制补液量、补液浓度和补水量。

环境调控系统

环境调控系统主要利用空调、排风扇的作用，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。每种作物都有自己适合的生长环境，例如苣科植物喜凉，最适温度为 18~22℃。

智能控制系统

智能控制系统以计算机系统为核心，实现数据监测采集、信息反馈和工作命令控制执行。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。

应用前景

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。