www.montazhniki.pro www.cybergrow.pro www.sferadom.com

Аэропоника
МЕТОД ПРОГРЕССИВНОГО РАСТЕНИЕВОДСТВА
www.montazhniki.pro
www.cybergrow.pro
www.sferadom.com
Сущность предполагаемого проекта и место реализации
Инициатор проекта планирует строительство и эксплуатацию комплекса по
выращиванию овощей методом аэропоники в районе города Красноярска.
Цель проекта – выращивание растений экономным, безопасным,
высокоурожайным и экологически чистым способом с использованием
энергосберегающих технологий для получения естественных, здоровых растений и
сельскохозяйственных культур.
Краткая характеристика тепличного комплекса:
Расчет используемой площади в тепличном комплексе 100 м.кв. (18м*5.5м)
Высота пирамид (аэропонных конструкций)
Ширина
Длина
Полезная S пирамид под растения
S занимаемая пирамидами в комплексе
Полезная S на 8-ми пирамидах
S проходов и тех.части
3м
0.5 м
4м
24 м.кв 1 пирамида
16 м.кв
192 м.кв
84 м.кв
- занимаемая площадь аэропонных конструкциях в теплице на 100 кв.м. составит
16 кв.м. (вся остальная площадь теплицы будет использоваться под проходы и
тех.часть. На горизонтальной полезной площади (рис. 1.) в 16 кв.м. будет
вертикально выращиваться 192 кв.м. растительной культуры. Благодаря
вертикальному выращиванию мы увеличиваем полезную (вегетативную) площадь в
12 раз.
- для сравнения, с теплицой с традиционным способом выращивания, под грядки, в
той же теплице в 100 кв.м., будет использоваться площадь в 64,8 кв.м.
( вегетативная площадь, рис. 2.). Т.е. S-192 / S 64,8 = в 3 раза аэропоника использует
больше полезной площади в теплице, по сравнению с традиционным способом
выращивания.
- для справки, при гидропонном выращивании полезная площадь (вегетативная)
будет увеличена на 30 %.
- увеличение высоты аэропонной конструкции на 100 см. даст возможность
увеличить количество урожая на 32%. Т.е. полезной площади станет 256 кв.м., тем
самым можно сопоставить одну аэропонную теплицу трем теплицам с
традиционным способом выращивания.
растворный узел ( электронный технолог )
-измерение и корректировка (ph и ec) кислотность и солесодержание
(удобрения) питательного раствора.
- таймер интервалов полива.
- контроль температуры раствора.
- контроль температура воздуха.
- автоматическая смена питательного раствора и промывка системы полива
специальными реагентами вместе с растениями.
- контроль и корректировка влажности в теплице.
- контроль и корректировка СО2
- внесение БИО стимуляторов по заданной программе.
- датчики протечки, задымления, движения ( включение камер наблюдения
при несанкционированном проникновении), датчики на открытие дверей и
окон.
- удаленный доступ в систему, мониторинг и внесение поправок в заданную
программу выращивания. Возможно установить веб камеру наблюдения.
- GSM модуль для оповещения при сбоях системы, при отключении
электроэнергии, водоснабжения.
Принципиальная схема работы растворного узла для проекта «Аэропоника»
Фото оборудования представлено в Приложении.
Аэропоника – это искусственно созданный климат для роста и развития растений
без применения грунта и субстратов. Корни растения свободно свисают в
аэропонной модели. Питательный раствор подаётся на корни микрокаплями или
туманом, тем самым создаётся воздушно питательная среда. Причём, раствор
образует облако, обволакивающее корни, а в паузах между опрыскиванием
происходит аэрация корней.
Подача питательного раствора, и другие процессы управляются компьютером и
соответствует фазам развития растений. Культуры выращенные на аэропонике,
отличаются особенно высокой скоростью роста о созревания.
Активный рост корней, интенсивное усвоение питательных веществ повышает
продуктивность растений, улучшает качество и количество получаемой продукции.
Так же сокращается время вегетации растений, что позволяет на одной и той же
площади получать не один урожай в год.
Данный метод подходит для выращивания самых различных культур: томаты,
огурцы, перец, салат, зелень, клубника и т.п., причём все эти виды растений можно
выращивать на одной грядке. В таких теплицах успешно выращивают цветы,
овощные культуры, кормовые растения, рассаду, лекарственные растения,
аэропонный корм для животных. Так же заниматься черенкованием диких и
плодовых деревьев, что сокращает время в целом для укоренения в грунте.
Продукция, произведенная методом аэропоники, является экологически
чистым продуктом.
Сегодня аэропоника является самым перспективным направлением с точки
зрения технологии производства и научных исследований. Эта технология займёт
очень важное место в развитии сельского хозяйства в будущем, особенно велик ее
потенциал в пространственном и вертикальном выращивании.
Инновационность аэропоники, прежде всего в способе решения основного вопроса
– это «Урожайность» в условиях «защищённого грунта», а возможности
аэропоники и спектр применения очень велики:
1. Применяя различные аэропонные модели, достигается значительное
увеличение продуктивной посадочной площади, к примеру, на салатной линии при
вертикальном выращивании площадь посадок увеличивается до десятка раз.
2. Экологичность, ведь аэропоника это система замкнутого цикла, полностью
отсутствует утилизация питательного раствора, сводится практически до нуля
применение ядохимикатов, полное отсутствие грунта или субстратов.
3. Метод аэропоники позволяет осуществлять точный и быстрый контроль
над всеми технологическими процессами роста и развития растений.
4. Низкая энерго- и материалоемкость аэропонной технологии, она
энергосберегающая, а так же водосберегающая. Экономия воды при использовании
аэропоники может достигать 90% . Другими словами, требуется всего 1/10 от
количества воды, затрачиваемого при грунтовом выращивании.
5. На аэропонике обеспечивается богатая кислородом среда для корней.
6. Показатели питательного раствора стабильны и не изменяется как в
прикорневой зоне, так и в емкости. Питательный раствор не содержит патогенной
микрофлоры, что упрощает уход и защиту растений от заболеваний. В итоге мы
получаем экологически чистые овощи. Произведенные овощи отвечают самому
высокому стандарту качества и безопасности, не содержит следов химикатов.
7. В техническом аспекте аэропоника – удобна в обслуживании, позволяет
осуществлять свободный доступ к оценке состояния всех узлов и элементов
оборудования, а так же для оценки состояния корней.
8. Производственный процесс становится легким и трудосберегающим, с
аэропоники сельскохозяйственное производство приближается к обычным
занятиям досуга. Человек работает в чистой, здоровой обстановке, от него
требуется только освоить несложное пользование компьютером и простые шаги
технологического процесса, иначе говоря, даже не разбирающиеся в сельском
хозяйстве люди могут с легкостью справиться с работой по управлению
производственным процессом, по этому аэропоника подходит для развития
сельского хозяйства в городских условиях.
9. И не менее важен тот факт, что для обслуживания теплицы задействуется
малое количество персонала, что особенно важно для создания малых фермерских
и семейных организаций в тепличном производстве.
10. Для естественного опыления растительных культур в тепличных условиях
необходимо разведение пчёл, что способствует развитию пчеловодства
совместно с тепличным хозяйством.
Преимущества технологии перед традиционным выращиванием в цифрах:
- на метр занимаемой площади увеличение вегетативной площади от 8 до 16
раз
- выход, например, салата в 1,5 – 2 раза больше, чем при гидропонном
выращивании
- увеличение роста до выхода на товарный лист – от 10 %
- регулирование всех процессов с помощью ПО (контроль и управление, так
же управление удалённо с использованием средств интернета)
Аэропоника - это всемирно признанная технология, при которой растения
ускоряют свой рост и развитие по следующим причинам:
- при аэропоники обеспечивается богатая кислородом среда
- питательный раствор подается сбалансированным по всем микро- и
макроэлементам
- корневая система растений не конкурирует друг с другом
- при использовании данной методике можно регулировать все процессы роста и
развития растений (питание, дыхание, температуру прикорневой зоны): на многих
других технологиях сразу использовать регулирование 3-х вышесказанных
параметров либо невозможно, либо затруднительно.
Инициатор проекта планирует строительство и эксплуатацию комплекса по
выращиванию овощей методом аэропоники в районе города Красноярска.
Позиционирование
Компания будет позиционировать свою овощную продукцию на сегменте
потребителей, как экологически чистую, богатую питательными веществами,
витаминами, способствующую здоровому образу жизни.
Таблица урожайности
Культура
Снятие урожая
(кол-во) раз в год
Салат
12
Томаты
Огурцы
Перец
3
Клубника
1
Аэропонный
зеленый корм
Кг 1 м.кв.
7,5
75
15
-
Кол-во кг в год с 1
м.кв.
90
225
15
-
Окупаемость зависит от выращиваемых культур. Например, теплица площадью
100м.кв. имеет следующие показатели :
Салатные культуры -за основу берём средний вес пучка салата – 300 гр 17280 кг/год
Сладкий перец - 3 кг с куста за сезон плодоношения
43200кг/год
Клубника ремонтантная – плодоношение 7 месяцев в год
2880 кг/год
Себестоимость выращенной культуры зависит от сезона, данные усредненные:
Салатные культуры – 3,25 руб. за 1 кг.
Сладкий перец – 1,01 руб. за 1 кг.
Клубника ремонтантная – 11,9 руб. за 1 кг.
Ценообразование
Учитывая низкую себестоимость продукции, выращенной методом аэропоники, в
принципе можно использовать для борьбы с конкурентами стратегию минимизации
издержек, то есть обеспечить превосходство над конкурентами за счёт более низких
цен.
Планирование и сметная стоимость работ
Экономика бизнес- плана рассчитана в 2-х вариантах:
1. использование специализированной «куполообразной» теплицы, поставщиком
которой является ООО «Строительная артель Сибири»
2. Покупка существующей теплицы либо здания, пригодного для размещения
аэропонного оборудования:
По информации компании «CyberGrow» салатная продукция, выращиваемая в
теплице площадью 100 м.кв. даёт урожайность 17.3 тон в год. В экономической
модели предполагается, что на максимальную мощность теплица будет
выводиться за 8 месяцев работы. Такой график определяется не только
производственными, но и маркетинговыми возможностями предприятия:
продукцию недостаточно произвести, необходимо наладить её сбыт.
График производства продукции в одной теплице за первый год
Культура
кг./мес.
салат
перец
клубника
Всего
янв
фев
март апр
май
июнь июль авг
сент окт
нояб дек
за год
1440 1440 1440 1440 1440 1440 1440 1440 1440 1440 1440 1440 17280
0
0
0 14400
0
0
0 14400
0
0
0 14400 43200
0
0
0
440
430
430
420
390
390
380
0
0 2880
Производственные мощности и их развитие
Технологию аэропоники возможно установить в любую имеющуюся теплицу, но
наибольший эффект можно получить при использовании куполообразной
теплицы.
Преимущества конструкции теплицы:
Сфера − наилучшая форма для теплицы при ветровых и снеговых нагрузках.
3
Сфера имеет наибольший объём при наименьшей площади поверхности.
Максимальный внутренний объем.
4
Минимальны материалоёмкость, трудоёмкость и время создания сферы.
Быстрая и лёгкая сборка и разборка .
5
Равномерное распространение тепла за счёт сферической конструкции,
отопительная система минимальная. Саморегулируемый микроклимат.
6
Теплица-сфера дёшева в эксплуатации;
7
Ввиду лёгкости и прочности сфер целесообразно их строительство в
сейсмически опасных районах. Прочная и долговечная конструкция.
8
Поверхность шара примерно на четверть меньше, чем поверхность куба
такого же объёма. Это означает, что на шарообразные сооружения нужно
расходовать материалов на четверть меньше, чем на кубические или на
теплицы тоннельного типа.
9
В сферических сооружениях нет углов, где обычно застаивается воздух, их
легче проветривать.
10 Сферу значительно сложнее разрушить взрывами; даже пробитая в одном или
нескольких местах, она не теряет своих конструктивных способностей и не
складывается.
11 Удобно возведение сфер в труднодоступных местах: горных районах,
геолого-разведывательных базах, в жилых посёлках на Севере. Всегда
идеальная ориентация на солнце. Отсутствие фундамента.
Для монтажа теплицы требуется ровный участок земли, желательно без
покрытия на локальной возвышенности, не затенённый близ лежащими
строениями или деревьями. На участке желательно убрать плодородный слой
почвы.
Основной вариант расчёта базируется на на последовательном монтаже. ООО
Строительная артель Сибири предлагает для размещения аэропонного
обрудования оборудования куполообразные теплицы.
На случай отключения электроснабжения предусмотрен
альтернативный источник питания – дизельный либо бензиновый генератор.
Для получения высоких урожаев овощей в теплицах, как известно, необходим
удлиненный световой день для роста растений, а добиться этого можно только с
помощью досвечивания.
Как показывает практика, самыми эффективными лампами для теплиц
являются Днат и Дри с отражателями. Дри – для вегетативного роста растений и
Днат – для цветения и плодоношения. Для снижения потребления электроэнергии
рекомендуется применения легкой рельсы для автоматического передвижения
ламп ( Light Rail ). Срок службы данных ламп составляет порядка 20000 часов (в
зависимости от производителя). Тепло выделяемое лампами в летнее время
отводят из теплицы при помощи cooltube и воздуховодов, присоединенных к
основному воздушному каналу. В зимнее время – этим же теплом обогревать
теплицу при помощи дроссельных заслонок управляемых автоматикой
(дополнительный обогрев).
Для циркуляции воздуха в теплице рекомендовано использование поворотных
вентиляторов, равномерно распределяющих воздушные потоки.
Для увлажнения воздуха применяются ультразвуковые тумана -генераторы
управляемые автоматикой по заданной программе.
Аэропонное оборудование можно также смонтировать в существующем
здании при условии соответствии здания технологическим и строительным
нагрузкам.
Оценка обеспечения персоналом.
Свободный персонал имеется в избытке и трудностей с его наймом не
предвидится. По предварительной договоренности с компанией «CyberGrow»,
последние предоставят технологов в области аэропоники для обучения
персонала.
Характеристика экологических последствий проекта.
Особенностью метода аэропоники является то, что практически отсутствуют
жидкие отходы, так как это методика является системой замкнутого цикла.
Удобрения и стимуляторы роста – органического происхождения. При окончании
вегетационного периода проявляются незначительное количество растительных
отходов (обрезка корней, листвы), которые могут быть утилизированы
естественным путем в компостных ямах.
Для утилизации канализационных вод планируются локальные очистные
сооружения.
Анализ рисков
Технологические риски
Ниже перечислены вероятные технологические риски и меры по
предотвращению наступления негативных ситуаций и компенсации их
последствий.
1. риски связанные с освоением оборудования.
Как уже указывалось выше, специалисты компании «CG» проведут обучение
персонала по использованию аэропонного оборудования включающего в себя
автоматику и оставляют за собой гарантийное обслуживание смонтированного
оборудования в течении года. Также в гарантийные обязательства включено
удалённое сопровождение проекта на случай возникновения затруднительных
вопросов связанных с программированием растворного узла, калибровки
датчиков, замены отдельных узлов ит.д.
2. исправность и ремонтопригодность оборудования.
Компания – подрядчик «CG» обязуется по договору провести «первый запуск»
смонтированного её специалистами аэропонного оборудования.
В случае выхода из строя отдельных узлов - в штате работников теплицы обязан
быть механик знающий особенности оборудования и умеющий быстро
диагностировать проблему и решить её. В свою очередь компания «CG» имеет
Call-centr обеспечивающий полноценную консультацию специалистом, который
поможет удалённо диагностировать и решить проблему!
Компания «CG» предоставляет возможность приобрести комплектующие после
гарантийного обслуживание отдельных узлов и комплектующих к своим
аэропонным системам.
3. отключение электороэнергии.
Так как несанкционированное отключение электроэнергии является самым
уязвимым моментом в аэропонной системе – производителем оборудования
«CyberGrow» разработаны следующие технологические решения по устранению
аварийных ситуаций и систем оповещения связанных ними, а именно:
В случае отключения электроэнергии в тепличном комплексе предусмотрено
наличие альтернативного источника питания –дизельного либо бензинового
генератора оснащённого автоматическим запуском (АВР) и аварийным
дублирующим контуром орошения корневой зоны растений от насоса 12 вольт,
подключённого к аккумулятору большой ёмкости оснащённого системой
бесперебойного питания (ИПБ)
Автоматика контролирующая тепличный комплекс включает в себя систему
оповещения через GSM модуль СМС сообщением по за ранее внесённым
номерам обслуживающего персонала о случившейся проблеме с
электроснабжении теплицы. Также автоматика рассылает EMAIL сообщения на
указанные почтовые ящики персонала с тем же содержанием. Наряду с выше
перечисленными вариантами в системе автоматизации предусмотрен звуковой
сигнализатор о случившейся неполадке.
Риск болезни растений.
Прежде всего риски заболевания растений минимизируется:
1. Первым запуском теплицы – обработка помещения средством содержащее
четвертичные аммониевые соединения – «фан»
-2. Санитарным пропускником в теплицу, далее «С-П»
«С-П» включает в себя следующие этапы:
- раздевалка
- душевые кабины
- стерильную рабочую одежду
- лоток с дезинфицирующим раствором для рабочей обуви
3. Приточный воздух в теплицу проходит следующие этапы очистки:
- механическая очистка воздуха путём фильтрации с помощью сменных
картриджей.
- УФ фильтрация при помощи кварцевых ламп ( разрушение ДНК спор грибов и
микроорганизмов)
- приток воздуха подаётся в большем объёме чем отток (вытяжка).
Рассчитывается производительностью вентиляторов. Создавая избыточное
давление в теплице – минимизируется подсасывание воздуха из окружающей
среды.
4. Водоподготовка. Делится на этапы:
-механическая очистка
-умягчение воды ионообменной смолой
-прохождение воды через систему обратного осмоса
-УФ чистка от микроорганизмов и спор грибов
5. УФ чистка питательного раствора.
6. Содержание теплицы в чистоте.
8. Наличие в штате физиолога растений.
9. Содержание инвентаря в надлежащих условиях.
10. Прохождение семян, субстрата, посадочных стаканчиков и т.д.
соответствующих правил стерилизации и подготовки перед использованием в
теплице.
11. Поддержание в теплице стабильных температур и влажности, что
обеспечит крепкий иммунитет растениям.
12. Стабильный световой режим – день/ночь
Соблюдение всех выше перечисленных требований в комплексе сведут к
минимуму риск возникновения очага болезни в теплице!!!
В случае возникновения вспышки болезни или вредителей – аэропонный метод
выращивания позволяет локализовать проблему, а опытный физиолог – технолог
быстро решит проблемную ситуацию.
Растворный узел
Приложение №
Оборудование используемое в проекте «Аэропоника»
Программное обеспечение для мониторинга и контроля процессов для проекта
«Аэропоника». ПО для смартфона, для персонального компьютера.
Интерфейс «Аэропоника»
www.montazhniki.pro
www.cybergrow.pro
www.sferadom.com