Bình chứa dd dinh d ỡng
(Daily Batch Tank)
DD chảy đi (Free-Drainage Nutrient) Bơm 1 (Pump 1) Bơm 2 (Pump 2) Typically 20 -30% B BA Acid EC =2.6*
n th nay n c v d m s Nhà trồng: Trờ ế giới hiện đó nghiờ ứu à ứng ụng ột ố nhà trồng rau sạch theo kiểu c ng nghiệp: nh lụ à ưới kh ng c mỏi che, nh lưới ụ ú à c m che v ú ỏi à nhà ớnh. ột ố kiểu nhà trồng ú ỏi k M s c m che được trinh b hày ỡnh 2.3.
- Nhà lưới khụng cú mỏi che: Để chống ụ c n trựng truy bền ệnh ạn chế, h phun thu b v ốc ảo ệ thực ật v , m ột phần ào giảm nhiệt độ à trỏnh ập ỏt n v d n rau khi m a c ư ần phải ú nhà ưới để trồng c l rau. Lưới ú thể ằng thộp c b , bằng Polyethylen hay Aluminet v mau kh nhau. Khung nh bới độ ỏc à ằng thộp cacbon thường, th ộp khụng r ỉ hoặc ằng ỗ,…Loại ày ú ưu đ ểm: đầu ư b g n c i t ban đầu ớt , thớch ợp ới người ốn ớt h v v . Nhược đ ểm i : kh ng c ụ ú khả ă n ng t ng ă nhiệt mựa đụng, kh ng ch mụ ịu ưa đỏ, tuy vết ựng ụn đới. Hi nay mện ột s nố ước như Trung Quốc, Thỏi lan, M hi cờ ụ, … đó s dụng. ử
- Nhà lưới cú mỏi che: Nhà ú thể phủ ằng c b Polyethylen ho bặc ằng ợp chất h cacbon ỏt để chống m a, b , trư óo ỏnh ập ỏt d n rau, chống tia c t . Nh ực ớm à loại n c ày ú thể ố trớ thờ b m h ệ thống thụng gi t ú ự nhiờn để giảm nhiệt độ , nh ng ư khụng lắp được ệ h thống iều ho trong nh lỳc cần thiết. đ à à
- Nhà kớnh: loại ày n cao c , b c m che v v ấp ởi ú ỏi à ật liệu che xung quanh trong suốt bằng Polyethylen ho bặc ằng ợp chất h cacbon ỏt đủ ỏnh ỏng s cho cõy quang h , chợp ống ụ c n trựng, chống được tia c t . Lo ực ớm ại nhà ày ần ú ệ n c c h
a) b) c)
f) e)
d)
thống làm thoỏng, làm mỏt, đặc biệt l trong nhà ững ỏng úngth n . Cỏc thiết b ị c thi h ần ết để ộ trợ cho nh kà ớnh để õ c y rau ph tri t quanh n m: thi b ỏt ển ốt ă ết ị thụng gi cú ưỡng bức, t nhi n; h ống lự ờ ệ th àm ỏt ấp nhiệt như đ ều hoà nhiệt m , c i độ ốc, b h i nơ ước, lưới phản quang. H ệ thống cung cấp CO2 v h à ệ thống kiểm soỏt, điều chỉnh kh hậu trong nh . Cỏc h thống này c th iều khiển bớ à ệ ú ể đ ằng thủ ụ c ng, c kh hoặc t động hoàn àn. ơ ớ ự to
C h thi b thu v c ng ngh Cỏc thiết bị chăm súc: ỏc ệ thống ết ị phụ ộc ào ụ ệ s ản xuất rau. C thi b ỏc ết ị chăm súc đối ới ụ v c ng ngh s ệ ản xuất rau tr n n ờ ền đất c ú thể chia thành ỏc ệ thống ưới c h : t , ph n b . H õ ún ệ thống ưới nhỏ giọt ự động t t được ử s dụng cho c ng ngh trồng rau tr n cỏc gi th theo thời gian, dung ụ ệ ờ ỏ ể lượng khỏc nhau. H ệ thống ày ú thể ử ụng trờ n c s d n quy m ụ diện ớch trồng t rau khỏc nhau tu thuỳ ộc v thi k v tào ết ế à ớnh toỏn ệ thống để x h ỏc định được ỏp suất đầu đường ống chớnh. M s thi b tột ố ết ị ưới nhỏ giọt được ử ụng trờ s d n th ế giới c ú thể ưới ằng trọng l , t t b ực ưới phun, tưới phun s ng ho phun c ươ ặc ực nhỏ.
Theo k nghi n c Hệ thống thiết bị phụ trợ cho cụng nghệ: ết quả ờ ứu c t KC 07 20-2003, Theo t ủa đề ài ỏc giả, PGS.TS. H H An, th s ồ ữu ỡ ản xuất rau theo ki c ng nghi ểu ụ ệp đũi ỏi h qui trỡnh ụ c ng ngh ệ phải chớnh ỏ ở x c m s ột ố khõu quan trọng. ối với c ng ngh này y u cầu cỏc b ận lọc ụĐ ụ ệ ờ ộ ph kh ng được t kắc ẹt, định ượng chất phải được hoà trộn đồng đều l trong dung dịch ước n tưới, theo t l ỷ ệ nhất định à chớnh ỏc v x theo qui định ủa nhà ụ c n ng h . B ọc ộ phận tưới ờ y u c ầu đảm ảo đỳng dung l b ượng à thời v gian. B ộ phận đ ều chỉnh i ỏp lực, b ộ phõn kiểm so pH, EC v hỏt à ấp thụ ước theo i n đ ều ện ki ỏnh ỏng đó s được nghi n cứu một cờ ỏch hoàn thiện. Ngoài ra, cũn c h thống thu hồi v x ú ệ à ử l dung dý ịch thừa sau khi tưới nhằm đảm ảo ụ b m i trường theo ti u chu c ờ ẩn ủa thế giới.
Hệ thống điều khiển qu trỏ ỡnh phục vụ cụng nghệ
- Hệ thống điều khiển quỏ trỡnh của Jack Ross, 2001: hệ thống i đ ều khiển ỏ ỡnhqu tr sản xuất rau sạch trong nh lưới c mỏi che bằng ương ph à ú ph ỏp khụng dựng đất được ỡnh tr bày hỡnh 2.4.
H ệ thống đ ều khiển quỏ trỡnh ản xuất i s rau sạch trong nh là ưới ú ỏi c m che bằng phương ph ỏp khụng dựng đất bao gồm ỏc thành phần chớnh như: c m tỏy ớnh, b àn phớm, m hàn ỡnh à ệ thống ết ối ỏc v h k n c thi b ết ị ngoại vi v ới m tỏy ớnh ới ỏc v c thi b v ra nh sau: ết ị ào ư
Thi b ết ị đầu vào (Input interface equipment à ỏc ảm biến đo mức ) l c c CO2, nhi ệt độ khụng khớ, độ ẩm ường độ ỏnh ỏng, c s trong nh là ưới hoặc nhà kớnh à ượng v l EC, pH c dung dủa ịch dinh dưỡng ưới t cho c y rau. õ
Thi b ết ị đầu ra Output interface equipment à cỏc hệ thống bơm, quạt ( ) l thụng giú, hệ thống làm ấm (heaters), h ống phun sương, làm mỏt ệ th (coolers).
Hỡnh 2.4. Hệ thống điều khiển quỏ ỡnh của Jack Ross,2001 tr MÁY ÍNH T ĐẦU VÀO ĐẦU RA - Quạt thụng gi ú - B m ơ - H ệ thống àm ấm l - H ệ thống phun sương - H ệ thống àm ỏt l m - Cung c dinh dấp ưỡng - CO2 - Nhi ệt độ khụng kh ớ - Độ ẩm - Cường độ ỏnh ỏng s - EC - pH
H ệ thống đ ều khiển được thực hiện trờ i n m tỏy ớnh, đo c ỏc thụng s ố đầu v ào thụng qua h ệ thống ảm biến c . Ch ng trươ ỡnh đ ều hiển được viết i k theo quy trỡnh ụ c ng ngh ồngệtr rau t chương trừ ỡnh này iều khiển cỏc ụđ th ng s ố đầu ra.
- Hệ thống điều khiển quỏ trỡnh của Garzoli Keith, 2001: hệ thống điều khiển qu trỏ ỡnh được ỡnh tr bày hở ỡnh 2.5.
C t ỏc ớn hiệu đầu ào ệ thống v h bao gồm ỏc thụ c ng s b n trong, bố ờ ờn
ngoài nhà trồng rau. Trong đú, cỏc thụng số bờn trong nhà trồng bao gồm: nhiệt độ khụng khớ, độ ẩm khụng kh , EC v pH của dung dớ à ịch dinh dưỡng, cỏc thụng số bờn ngoài nhà trồng như à nhiệt độ khụ l ng kh , ớ độ ẩm khụng khớ, cường độ ỏnh sỏng, tốc độ và hướng giú, tỉ lệ lượng mưa.
ề ể ố - H ệ thống àm ấm l - H ệ thống àm ỏt l m - Quạt - B m ơ - i Đ ều chỉnh ỏnh ỏng s - Van i đ ện - Nhi ệt độ - Độ ẩm - pH, EC - Cường độ ỏnh ỏng s - T ốc độ giú - Lượng ước ư n m a - L u d ư ữ liệu mụi trường. - Giỏm ỏt quỏ trỡnh s điều khiển.
- Theo d sinh ừi trưởng của c y rau õ
- H ệ thống ảnh ỏo c b - H ệ thống theo d ừi tỡnh trạng thi b . ết ị
- Giỏm ỏt àm việc ủa s l c h ệ thống.
- Kiểm tra c ỏc thụng s i khi v ố đ ều ển ới chế độ đặt
- i Đ ều khiển ỏc thụ c ng s ố ảnh ưởng đến quỏ h trỡnh sinh trưởng của c y rau. õ
- L ựa chọn ỏc loại õy c c rau.
- X ỏc định nhu c c ầu ần điều khiển
l t i h l m m , l Cỏc tớn hiệu đầu ra à ớn hiệu để đ ều khiển ệ thống à ỏt àm ấm, quạt thụng gi , mú ỏy bơm, điều chỉnh ường độ c ỏnh ỏng à s v cỏc van iđện được gắn đầu cỏc luống trồng rau.
Ngo i ra h à ệ thống đ ều khiển quỏ trỡnh ũn ú ỏc i c c c m un, gi cho ụ đ ỳp việc theo dừi, giỏm ỏt s quỏ ỡnh tr trồng rau, c th ưụ ể nh sau: M ụ đun giỳp mỏy tớnh làm nhiệm vụ ghi lại những điều kiện mụi trường hàng giờ (hoặc hàng phỳt), từ đú xỏc định những dấu hiệu bất thường đối với cõy (như phỏt triển chậm, phỏt sinh mầm bệnh) và thay đổi hay hiệu chỉnh kịp thời cỏc th ng s ụ ố đầu vào. Mụ đ un bảo v h thống ệ ệ giỳp cho trong quỏ ỡnh tr làm việc, nếu phỏt hiện cú ự ố s c nh ư bỏo tỡnh trạng hỏng bơm, trục trặc điện, tỡnh trạng giú mạnh thỡ ệ h ốngth ngừng làm việc hoặc bỏo v trung t m đề õ iều khiển. Mụ đun giỏm sỏt hệ thống theo dừi, kiểm tra việc thực hiện đỳng theo quy trỡnh ụ c ng ngh ệ đặt ra tại cỏc v tr hoặc khu vực. Mặt khỏc, qu trị ớ ỏ ỡnh làm việc của h thống ệ điều khiển được thực hiện bởi mỏy tớnh với phần mềm iều khiển. Th ng qua đ ụ phần mềm ày n người trồng rau nhập cỏc th ng s ụ ố đặt qua bàn ớm ặc l ph ho ựa chọn loại c y trõ ồng. Sau , mđú ỏy tớnh chọn những hoạt động điều khiển thớch hợp và đưa chỳng vào quy trỡnh hoạt động như yờu cầu của người điều khiển. Trong nhiều hệ thống, giỏ trị trung bỡnh của cỏc thụng số khớ hậu khỏc nhau cú thể được tự động tớnh toỏn ở bất kỳ khoảng thời gian nào cần (hàng phỳt, giờ, ngày và tuần). Những giỏ trị này được lưu trữ, hiển thị và in theo yờu cầu.
Túm lại, mỏy tớnh sẽ điều khiển hệ thống linh hoạt để ra những quyết định liờn quan đến việc điều khiển mụi trường trong nhà cú mỏi che tạo mụi trường khớ hậu thuận lợi cho cõy trồng. Chẳng hạn khả năng thực hiện hệ thống thống giú điều khiển theo hướng giú đú là với đợt giú mạnh, bộ thụng giú ở hướng giú thổi sẽ được đúng và phớa dưới hướng giú mở trong trường -
hợp khụng cú giú, cả hai hướng sẽ mở. Mặt khỏc, lu n cung cấp ụ đảm bảo chớnh xỏc s lố ượng dung dịch dinh dưỡng cho c y rau theo tõ ừng loại c y v õ à
giai o sinh trđ ạn ưởng. Bảng 2.1 dưới đõy chỉ ra những thụng s ố điều khiển và những hệ thống mà sử dụng để tỏc động làm thay đổi giỏ trị của thụng s ố điều khiển.
Bảng 2.1: Tương quan của cỏc thụng số điều khiển với hệ thống thiết bị Thụng số điều
khiển Hệ thống tỏc động tới thụng số điều khiển Nhiệt độ khụng khớ
(Air temperature)
- Hệ thống làm ấm (Heating system ) - Bộ thụng giú (Lỗ thụng giú, quạt) - Hệ thống làm mỏt (Cooling system ) - Màn che núng Thermal screen ( )
Độ ẩm (Humidity )
- Hệ thống làm ấm (Heating system) - Hệ thống thụng giú ( Lỗ thụng giú, quạt) - Bộ thay đổi nhiệt (Heat exchanger)
- Hệ thống phun sương (Misters, foggers, humidifiers ) - Mỏy giảm độ ẩm (Dehumidifier)
Khớ CO2
- Bộ thụng giú ( Lỗ thụng giú, quạt) - Cơ cấu hệ thống cung cấp CO2
Cường độ chi ếu sỏng
(Illumination)
- Màn che núng/ỏnh sỏng (Thermal/shade screens) - Rốm che Blackout curtains( )
- Đốn Lights ( )
- Hệ thống điều khiển quỏ trỡnh của Harford Kevin, 2001: hệ thống điều khiển qu trỏ ỡnh được ỡnh tr bày hở ỡnh 2.6. H thống iều khiển qu trệ đ ỏ ỡnh được thực hiện bởi việc kết nối b iều khiển với mỏy tộ đ ớnh, th ng qua phần ụ
mềm ECOS đang được sử dụng ở nụng nghiệp Úc. Phần mềm ECOS điều khiển quỏ trỡnh tưới, nhiệt độ, dung dịch dinh dưỡng (đối với hệ thống hồi lưu
NFT), pH, EC, hệ thống làm ấm, thụng giú và phun sương, thờm nữa là CO2
trong nhà Super Maxi –Span (tờn một loại nhà lưới ú c mỏi che ghộp).
H ệ thống à chuyờn gia trong việc giỏm sỏt và điều khiển nhà lưới ú l c
m ỏi che, phần mềm tớch hợp trờn bất kỳ mỏy tớnh PC 486 nào cú sử dụng Windows 95/98/2000. Phần mềm sau khi được cài đặt cho phộp truy nhập bởi những chuyờn viờn ngành nụng nghiệp, nhà cung cấp dịch vụ hoặc người trồng rau. Trờn hỡnh 2.6 là hệ thống iều khiển qu trđ ỏ ỡnh được ử, s dụng bởi phần mềm ECOS với cỏc th ng s ụ ố đầu vào v à đầu ra, c th nh sau: ụ ể ư
C ỏc thụng s ố đầu ào à thụ v l ng s m i trố ụ ường trong v à ngoài nhà trồng nh nhiư ệt độ ụkh ng kh , độ ớ ẩm ường độ , c ỏnh ỏng s , CO2, lượng m a, hư ướng giú, pH v EC. à
Hỡnh 2.6. Hệ thống điều khiển quỏ trỡnh của Harford Kevin, 2001 MÁY ÍNH T (phần mềm ECOS) - H ệ thống àm ấm l - H ệ thống àm ỏt l m - Cung c ấp CO2 - H ệ thống cung c ấp dinh dưỡng. - Nhi ệt độ khụng kh ớ - Độ ẩm - CO2 - EC, pH - Lượng ước ư n m a - T ốc độ giú - Cường độ ỏnh ỏng s
C ỏc thụng s ố đầu ra l c t à ỏc ớn hiệu để đ ều khiển i m b m cho h ỏy ơ ệ thống tưới, phun sương, quạt ụth ng gi v h ống cung c dung dú à ệ th ấp ịch dinh dưỡng cho c y trõ ồng.
Qui trỡnh ản xuất s rau sạch kiểu ụ c ng nghi p c ệ ủa thế giới
Qui trỡnh sản xuất rau sạch kiếu cụng nghệ của thế giới được trỡnh ày b trờn hỡnh 2.7. nh sau: ư
Để thực hiện được ui trỡnh sản xuất rau sạch kiếu cụng nghệ của thế q giới phải kết hợp giữa c ng ngh trồng rau v thiết b ụ ệ à ị phục vụ cho c ng ngh . ụ ệ Trong đú ụ c ng ngh ệ trồng rau kh ng dụ ựng đất trong nh là ưới cho m che ỏi được trồng theo hai phương phỏp trồng trong dung dịch à v trồng tr n gi th , ờ ỏ ể v hai ph ng ph n c ới ươ ỏp ày ú thể thớch ợp h cho c ỏc loại rau kh nhau. V vỏc ỡ ậy,
Qui trỡnh sản xuất rau sạch kiểu cụng nghiệp của thế giới C ng ngh ụ ệ trồng rau
khụng dựng đất Thi b c ng ngh ết ị phụụ c v ệ ụ
Trồng trong
dung dịch Trồng trờn giỏ ể th nhà trồng C ỏc loại chăm súc Thi b ết ị v T.bị ụ đặc biệtphục
H l u ồi ư Khụng hồi l u ư
Kiểm soỏt ỏc thụ c ng s ố ảnh hưởng đến quỏ trỡnh trồng rau
Hỡnh 2.7. Qu trỡnhi sản xuất rau sạch kiểu c ng nghiệp của ụ thế giới ồ
để lựa ch phươọn ng phỏp trồng rau người ta căn cứ vào loại c y trõ ồng, v d ớ ụ như õ c y d a chuột, c ch a, ớt ư à ư ngọt..được trồng tr n cỏc ỏờ gi th v c y x ể à õ à l ch, rau muỏ ống.. được trồng trong dịch. Ngo ra h ài ệ thống trồng rau được thi k theo ki h l u v ết ế ểu ồi ư à khụng h l u v b i ồi ư ới ộ đ ều khiển ết ợp ỏy ớnh k h m t để theo d , kiểm soỏt ỏcừi c thụng s ố ảnh ưởng đến quỏ trỡnh h sinh trưởng của c y rau. õ Đối ới v thi b ết ị phục ụ v cho c ng ngh ụ ệ được chia thành ba lo : Nh ại à trồng, thi b ết ị chăm s v thi b i úc à ết ị đ ều khiển ới ỏc v c loại thi b n ết ị ày phải được thiết k theo qui trế ỡnh ụ c ng ngh trồng rau tu thuộc vào khu vực, ệ ỳ địa hỡnh à đặc đ ểm thời tiết ại ơi được trồng v i t n rau.
2.2. QUI TRèNH ễ C NG NGH Ệ TRỒNG RAU SẠCH KHễNG DÙNG ĐẤT Ở TRONG NƯỚC
Hiện nay, trong nở ước đó ú c nhi chuy n gia n ng h ều ờ ụ ọc nghiờn c ứu