闭环、加压和无菌、受控微环境栽培制造技术

提供了一种受控和无菌的植物种植系统，其包括：植物板，其包括多个孔，所述多个孔的大小和形状被设置为容纳植物的茎；覆盖物，其大小和形状被设置成封闭和密封所述植物板的顶侧，以维持所述覆盖物内部的无菌状态；空气出口，所述空气出口位于所述覆盖物的顶部；壳体，其大小和形状被设置成封闭和密封所述植物板的底部，以维持所述壳体内部的无菌状态；空气进入通道，所述空气进入通道具有朝向上方的开口，所述空气进入通道位于所述植物板的顶侧，所述空气进入通道被设计成提供进入所述覆盖物内部的层流气流，其中，所述孔的大小和形状被设置成当容纳所述植物的茎时，提供从所述覆盖物到所述壳体的空气流。盖物到所述壳体的空气流。盖物到所述壳体的空气流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】闭环、加压和无菌、受控微环境栽培
[0001]相关申请
[0002]本申请要求2019年11月26日提交的.第62/940,260号美国临时专利申请的优先权，其内容通过引用整体并入本文。
[0003]本专利技术的
和
技术介绍

[0004]在本专利技术的一些实施例中，本专利技术涉及受控环境农业(Controlled
‑
Environment Agriculture，CEA)，更具体地，但不排他地，涉及气培自主系统。
[0005]受控环境农业(CEA)旨在优化植物种植条件以改善植物生长，同时最大限度地减少种植植物所需的资源量。气培法是在空气或雾气环境中种植植物的过程，而不需要使用土壤或团聚体介质(aggregate medium)。

技术实现思路

[0006]根据第一方面，一种受控和无菌的植物种植系统，包括：植物板，其包括多个孔，每个孔的大小和形状被设置为容纳植物的茎；覆盖物，其大小和形状被设置成封闭和密封所述植物板的顶侧，以维持所述覆盖物内部的无菌状态；多个空气出口(air outlet)，其位于所述覆盖物的顶部；壳体，其大小和形状被设置成封闭和密封所述植物板的底部，以维持所述壳体内部的无菌状态；多个空气进入通道(air inlet channel)，其具有朝向上方的开口，所述多个空气进入通道位于植物板的顶侧，所述多个空气进入通道被设计成提供进入覆盖物内部的层流气流(laminar air flow)，其中，所述多个孔中的每一个的大小和形状被设计成当容纳植物的茎时提供从覆盖物到壳体的空气流(air flow)。
[0007]在第一方面的另一个实施形式中，还包括：至少一个过滤器，用于消除气味和/或去除污染物，所述至少一个过滤器在从所述覆盖物内部排出的空气的空气排空通道内，连接到所述覆盖物外部的所述空气出口；和/或在被输送到所述覆盖物内部的空气的空气进入通道内并在进入所述覆盖物之前，连接到所述空气进入通道。
[0008]在第一方面的另一实施形式中，还包括：可拆卸采样盒，其具有污染物捕获装置，所述污染物捕获装置捕获在所述壳体的内部和/或所述覆盖物的内部的污染物的样品，所述污染物指示未能维持其中的无菌状态。
[0009]在第一方面的另一实施形式中，还包括位于所述壳体内的低压排放阀，所述低压排放阀设置成处于在环境空气压力与所述覆盖物内部的目标空气压力之间的压力。
[0010]在第一方面的另一实施形式中，还包括空气输送系统，所述空气输送系统与所述多个空气进入通道和所述多个空气出口连通，所述空气输送系统通过使空气在所述多个空气进入通道、所述覆盖物和所述多个空气出口内循环而以闭环模式进行操作。
[0011]在第一方面的另一实施形式中，还包括多个覆盖物、相关联的多个植物板和相关联的多个壳体，所述空气输送系统与所述多个覆盖物的每一个中的相应多个空气进入通道和多个空气出口连通。
[0012]在第一方面的另一实施形式中，其中单个空气输送系统包括单个空气出口管(air outlet tube)，所述单个空气出口管与所述多个覆盖物的每一个中的多个空气出口连接，
所述单个空气输送系统包括单个空气进入管，所述单个空气进入管与所述多个覆盖物的所述多个空气出口中的每一个连接。
[0013]在第一方面的另一实施形式中，所述空气输送系统被设置成经由所述多个空气进入通道将空气流模式输送到所述覆盖物中，所述空气流模式根据所述空气流模式和暴露于所述空气流模式的目标类型植物的目标属性(target profile)之间的关联性来选择。
[0014]在第一方面的另一个实施形式中，所述目标属性包括选自以下的至少一种：所述目标类型植物的目标生物学，所述目标类型植物的目标生理学和所述目标类型植物的目标形态。
[0015]在第一方面的另一个实施形式中，一种或多种：(i)所述目标类型的植物选自：大麻(cannabis)、转基因植物、蔬菜(vegetable)、绿叶(green leaves)和香草(vanilla)，(ii)所述目标生物学选自：蛋白质表达、激素表达和化学特性，(iii)所述目标生理学选自：蒸腾作用、生长速率、产量和顶端控制(apical control)、植株形状、大小、叶片数量和分枝数。
[0016]在第一方面的另一实施形式中，所述多个空气进入通道的间距和/或数量和/或位置模式根据以下预测来选择：即目标类型的植物暴露于出自所述多个空气进入通道的所述间距和/或数量和/或间距模式的空气流模式时获得目标属性。
[0017]在第一方面的另一实施形式中，空气输送系统维持所述覆盖物内的空气压力高于所述壳体的空气压力，并维持所述壳体的空气压力高于环境空气压力。
[0018]在第一方面的另一个实施形式中，还包括多个流体进入通道和流体出口，所述多个流体进入通道具有用于输送流体的灌溉进料器，所述多个流体通道位于所述植物板的底侧，并且所述多个流体进入通道的开口朝向下方，并且所述流体出口位于所述壳体的底部。
[0019]在第一方面的另一实施形式中，还包括多个流体进入通道和流体出口，所述多个流体进入通道具有用于输送流体的灌溉进料器，所述多个流体进入通道位于所述壳体的内表面内，并且所述多个流体进入通道的开口朝向上方，并且所述流体出口位于所述壳体的底部。
[0020]在第一方面的另一实施形式中，还包括流体输送系统，所述流体输送系统与所述多个流体通道和所述流体出口连通，所述流体输送系统通过使流体在所述多个流体进入通道、所述壳体和所述流体出口内循环而以闭环模式进行操作。
[0021]在第一方面的另一实施形式中，还包括多个覆盖物、相关联的多个植物板和相关联的多个壳体，所述流体输送系统与所述多个壳体的每一个中的相应多个流体进入通道和多个流体出口连通。
[0022]在第一方面的另一实施形式中，单个流体输送系统包括单个流体流出管，所述单个流体流出管与所述多个壳体的每一个中的所述多个流体进入通道连接，所述单个流体输送系统包括与所述多个壳体的每个流体出口连接的单个流体进入管。
[0023]在第一方面的另一实施形式中，所述多个流体进入通道的间距和/或数量和/或间距模式根据所述多个流体进入通道的间距和/或数量和/或间距模式与暴露于由所述流体进入通道输送的流体的植物目标属性之间的关联来选择。
[0024]在第一方面的另一实施形式中，还包括：第一组覆盖物传感器，其位于所述覆盖物内，用于监测所述覆盖物的内部；以及第二组壳体传感器，其位于所述壳体内，用于监测所
述壳体的内部；以及控制器，其使用从所述第一组传感器获得的数据来独立地监测所述覆盖物内的环境，并且使用从所述第二组传感器获得的数据来独立地监测所述壳体内的环境，并且还包括多个覆盖物、相关联的多个植物板和相关联的多个壳体，它们连接到中央空气输送系统和/或中央流体输送系统，并且还包括第三组传感器，所述第三组传感器用于在中央空气输送系统和/或中央流体输送系统处进行监测，位于中央空气输送系统和/或中央流体输送系统的入口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种受控和无菌的植物种植系统，包括：植物板，其包括多个孔，所述多个孔的大小和形状被设置为容纳植物的茎；覆盖物，其大小和形状被设置成封闭和密封所述植物板的顶侧，以维持所述覆盖物内部的无菌状态；多个空气出口，所述多个空气出口位于所述覆盖物的顶部；壳体，其大小和形状被设置成封闭和密封所述植物板的底部，以维持所述壳体内部的无菌状态；多个空气进入通道，所述多个空气进入通道具有朝向上方的开口，所述多个空气进入通道位于所述植物板的顶侧，所述多个空气进入通道被设计成提供进入所述覆盖物内部的层流气流；其中所述多个孔的大小和形状被设置成当容纳所述植物的茎时，提供从所述覆盖物到所述壳体的空气流。2.如权利要求1所述的系统，还包括：至少一个过滤器，所述至少一个过滤器用于消除气味和/或去除污染物，所述至少一个过滤器在从所述覆盖物内部排出的空气的空气排空通道内，连接到所述覆盖物外部的所述空气出口；和/或在被输送到所述覆盖物内部的空气的空气进入通道内在进入所述覆盖物之前，连接到所述空气进入通道。3.如权利要求1所述的系统，还包括：可拆卸采样盒，其具有污染物捕获装置，所述污染物捕获装置捕获在所述壳体的内部和/或所述覆盖物的内部的污染物样品，所述污染物指示未能维持其中的无菌状态。4.如权利要求1所述的系统，还包括位于所述壳体内的低压排放阀，所述低压排放阀设置成处于在环境空气压力与所述覆盖物内部的目标空气压力之间的压力。5.如权利要求1所述的系统，还包括空气输送系统，所述空气输送系统与所述多个空气进入通道和所述多个空气出口连通，所述空气输送系统通过使空气在所述多个空气进入通道、所述覆盖物和所述多个空气出口内循环而以闭环模式进行操作。6.如权利要求5所述的系统，还包括多个覆盖物、相关联的多个植物板和相关联的多个壳体，所述空气输送系统与所述多个覆盖物的每一个中的相应多个空气进入通道和多个空气出口连通。7.如权利要求6所述的系统，其中，单个空气输送系统包括单个空气出口管，所述单个空气出口管与所述多个覆盖物的每一个中的多个空气出口连接，所述单个空气输送系统包括单个空气进入管，所述单个空气进入管与所述多个覆盖物的所述多个空气出口中的每一个连接。8.如权利要求5所述的系统，其中，所述空气输送系统被设置成经由所述多个空气进入通道将空气流模式输送到所述覆盖物中，所述空气流模式根据所述空气流模式和暴露于所述空气流模式的目标类型植物的目标属性之间的关联性来选择。9.如权利要求8所述的系统，其中，所述目标属性包括选自以下的至少一种：所述目标类型植物的目标生物学，所述目标类型植物的目标生理学和所述目标类型植物的目标形态。10.如权利要求9所述的系统，其中，以下各项中的一项或多项：
(i)所述目标类型植物选自：大麻、转基因植物、蔬菜、绿叶和香草，(ii)所述目标生物学选自蛋白质表达、激素表达和化学特性，(iii)所述目标生理学选自：蒸腾作用、生长速率、产量和顶端控制、植物形状、大小、叶片数量和分枝数。11.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个空气进入通道的间距和/或数量和/或位置模式根据以下预测来选择：即目标类型植物暴露于出自所述多个空气进入通道的所述间距和/或数量和/或间距模式的空气流模式时获得目标属性。12.如权利要求5所述的系统，其中，空气输送系统维持所述覆盖物内的空气压力高于所述壳体的空气压力，并维持所述壳体的空气压力高于环境空气压力。13.如权利要求1所述的系统，还包括多个流体进入通道和流体出口，所述多个流体进入通道具有用于输送流体的灌溉进料器，所述多个流体通道位于所述植物板的底侧，并且所述多个流体进入通道的开口朝向下方，并且所述流体出口位于所述壳体的底部。14.如权利要求1所述的系统，还包括多个流体进入通道和流体出口，所述多个流体进入通道具有用于输送流体的灌溉进料器，所述多个流体进入通道位于所述壳体的内表面内，并且所述多个流体进入通道的开口朝向上方，并且所述流体出口位于所述壳体的底部。15.如权利要求14所述的系统，还包括流体输送系统，所述流体输送系统与所述多个流体通道和所述流体出口连通，所述流体输送系统通过使流体在所述多个流体进入通道、所述壳体和所述流体出口内循环而以闭环模式进行操作。16.如权利要求15所述的系统，还包括多个覆盖物、相关联的多个植物板和相关联的多个壳体，所述流体输送系统与所述多个壳体的每一个中的相应多个流体进入通道和多个流体出口连通。17.如权利要求16所述的系统，其中，单个流体输送系统包括单个流体流出管，所述单个流体流出管与所述多个壳体的每一个中的所述多个流体进入通道连接，所述单个流体输送系统包括与所述多个壳体的每个流体出口连接的单个流体进入管。18.如权利要求14所述的系统，其中，所述多个流体进入通道的间距和/或数量和/或间距模式根据所述多个流体进入通道的间距和/或数量和/或间距模式与暴露于由所述流体进入通道输送的流体的植物目标属性之间的关联来选择。19.如权利要求1所述的系统，还包括：第一组覆盖物传感器，其位于所述覆盖物内，用于监测所述覆盖物的内部；以及第二组壳体传感器，其位于所述壳体内，用于监测所述壳体的内部；以及控制器，其使用从所述第一组传感器获得的数据来独立地监测所述覆盖物内的环境，并且使用从所述第二组传感器获得的数据来独立地监测所述壳体内的环境，并且还包括多个覆盖物、相关联的多个植物板和相关联的多个壳体，它们连接到中央空气输送系统和/或中央流体输送系统，并且还包括第三组传感器，所述第三组传感器用于在中央空气输送系统和/或中央流体输送系统处进行监测，所述第三组传感器位于中央空气输送系统和/或中央流体输送系统的入口和/或出口处。20.如权利要求19所述的系统，其中，所述控制器根据所监测的第一组传感器，独立地控制至少一个覆盖物环境控制系统的多个覆盖物参数，以控制所述覆盖物内的环境；根据所监测的第二组传感器，控制至少一个壳体环境控制系统的多个壳体参数，以控制所述壳体内的环境；并且控制所述中央空气输送系统的至少一个空气输送参数和/或控制所述中
央流体输送系统的至少一个流体输送参数，其中所述至少一个空气输送参数包括不同类型的空气输送的调度，并且所述至少一个流体输送参数包括不同类型的流体输送的调度。21.如权利要求20所述的系统，其中，所述至少一个覆盖物环境控制系统和所述至少一个壳体环境控制系统选自：控制空气流的空气流控制器、控制温度的加热器、控制温度的空气调节器、控制输送空气中的氧气量的补充氧源、控制输送空气中的二氧化碳浓度的补充二氧化碳源、控制输送空气中的湿度的加湿器、控...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚龙，
申请(专利权)人：豪蒂科有限公司，
类型：发明
国别省市：