CC BY
79
Алгазин Д.Н., Воробьёв Д.А., Забудский А.И., Данникер А.А., Фалькович Л.Л. Смарт спраутер «Росинка» // Электронный научно-методический журнал Омского ГАУ. - 2017. -№1 (8) январь - март. - URL http://e-joumal.omgau.ru/mdex.php/2017/m5-statya-2017-1/756-00283. - ISSN 2413-4066
УДК 641.5.06
Алгазин Дмитрий Николаевич
Кандидат технических наук, доцент ФГБОУВО Омский ГАУ, г. Омск dn.algazin@omgau.org
Воробьёв Дмитрий Анатольевич
Старший преподаватель ФГБОУ ВО Омский ГАУ, г. Омск da.vorobev@omgau.org
Забудский Андрей Иванович
Старший преподаватель ФГБОУ ВО Омский ГАУ, г. Омск ai.zabudskiy@omgau.org
Данникер Артур Андреевич
Студент второго курса факультета ТС в АПК ФГБОУ ВО Омский ГАУ, г. Омск аa. danniker@omgau.org
Фалькович Леонид Леонидович
Студент второго курса факультета ТС в АПК ФГБОУ ВО Омский ГАУ, г. Омск fakovich_91 @mailru
Смарт спраутер «Росинка»
Аннотация. Увеличение населения планеты приводит к появлению проблемы обеспечения человечества продовольствием. Существующий уклад сельского хозяйства не сможет справиться с приближающейся угрозой, поэтому поиск нестандартных способов обеспечения продовольствием населения приобретает все большую популярность.
Предлагается в качестве дополнения рациона человека функциональными продуктами использовать проростки. а в качестве базовой технологии использовать аэропонику и с помощью поддержания оптимальных параметров среды обеспечить повышения качества проростков и повысить скорость их роста.
Проведен анализ существующих спраутеров, выделены основные их недостатки и предложены направления совершенствования данных устройств. Представлена конструкция Смарт спарутера «Росинка», способного облегчить процесс проращивания, снизить сроки роста и повысить качество получаемой продукции.
1
Ключевые слова: аэропоника, проростки, спраутер, автоматизация, технология.
Введение
В XXI веке достаточно остро стоит проблема обеспечения человечества продовольствием. Ни двух-трехкратный рост урожайности основных агрокультур во второй половине XX века, ни внедрение генетически модифицированных видов растений не решают двух важнейших проблем сельского хозяйства - деградации почв и зависимости урожаев от природных катаклизмов. Традиционные способы грунтового выращивания растений в закрытом грунте не всегда применимы, что связано либо с дороговизной дальней транспортировки почвы в пустынные или северные районы, либо с массогабаритными ограничениями (на судах, арктических станциях, космических кораблях). Однако давно доказано, что почва необязательна для жизнедеятельности растений. Важен доступ их корневых систем к воде и питательным веществам, содержащим азот, фосфор, калий и другие элементы. Поэтому в последние десятилетия получили развитие технологии внегрунтового растениеводства — гидропоника, аквапоника и аэропоника. Эти технологии имеют множество преимуществ: в несколько раз выше урожайность в расчете на один гектар; требуется до десяти раз меньше воды и до четырех раз меньше удобрений в расчете на единицу продукции; лучше защита растений от болезней и вредителей, возможна полная автоматизация процесса роста. Все более широкое распространение получает сверхинтенсивное автоматизированное и роботизированное растениеводство, при котором исчезнут зависимость урожая от погодных условий и потребность в больших площадях сельхозугодий, повыситься качество производимой продукции, что позволит поднять уровень продовольственной безопасности человечества на принципиально новый уровень. Мегаполисы, поселения на Крайнем Севере и в пустынях выйдут на самообеспечение продовольствием за счет локальных многоэтажных агрокомплексов, использующих синтетические питательные растворы вместо почвы и будут полны роботами [1].
На современном урбанизированном этапе развития человечества ввиду все большего распространения пищи с синтетическими добавками и консервантами встает вопрос о дополнении рациона функциональными продуктами. Одним из древних видов такой пищи являются проростки, которые можно употреблять в сыром виде или добавлять к блюдам, это позволит питаться вкусной здоровой пищей с большим содержанием питательных веществ и витаминов. Многие исследования [2] доказывают их питательную ценность и перспективность в качестве расширения рациона современного человека. На данный момент проростки можно купить в магазине, но их качество и стоимость не всегда соответствует ожиданиям и поэтому многие выращивают проростки в домашних условиях: в марле на подоконнике, простых или сложных устройствах для проращивания (спраутерах). Не секрет, что процесс проращивания проростков является кропотливым делом. Так как необходимо смотреть за количеством воды, влажностью, температурой, освещенностью и, для того чтобы избежать появление плесени, болезней и другой патогенной флоры, постоянно их промывать.
Анализ существующих аналогов
Для обеспечения потребностей современного городского человека в витаминной пище и с учетом отсутствия времени для проращивания проростков классическим методом созрела потребность в автоматизированных устройствах для проращивания.
По расчетам Российский рынок автоматизированных устройств для проращивания семян и выращивания проростков оценивается в 9 млн. долларов, мировой 475 млн. долларов. При этом интерес год от года к данному виду продукции будет увеличиваться.
Самыми перспективными рынками потребляющих данный вид продукции являются страны традиционно употребляющие проростки в пищу: Индия, Китай и Тайвань.
Основными представителями автоматизированных устройств на мировом рынке являются: EasyGreen (США), Dream Sprouter (Россия, Китай), Freshlife 3000 (Южная Корея), Vita Seed (Италия). Основными недостатками данных устройств являются их стоимость, отсутствие автоматических режимов полива и включения освещения, тем не менее производители гордо называют данные изделия автоматическими, но их автоматизация заключается в периодичном разбрызгивании воды на семена без подстройки под вид семян и текущего цикла проращивания. Так же необходимость ежесуточно менять или добавлять воду, ввиду того, что вода в данных устройствах используется повторно, что ведет к постоянному её загрязнению и большой вероятности загнивания семян. Лишь в одном устройстве есть режим досвечивания, который необходим для выгонки пшеницы для витграса, это Dream Sprouter, но данная опция включается с помощью кнопки пользователем и так же не имеет автоматического регулирования. В ходе проведённых нами исследований стало ясно, что семена различных растений требуют разные количества воды и температуры в разные промежутки времени для проращивания и роста, но существующие спраутеры не имеют опции поддержания температуры.
Результаты исследований
Поэтому для ликвидирования недостатков существующих спраутеров нами разработан Смарт спраутер "Росинка", представленный на рисунке 1 [3]. Данное устройство использует технологию аэропоники как базовую и позволяет создать искусственную среду для семян с поддержанием в автоматическом режиме заданных температуры, влажности и количества кислорода, при этом меняет данные параметры в зависимости от времени и типа культуры, что позволяет увеличить скорость прорастания, всхожесть семян, а так же их качественные показатели. В устройстве в качестве увлажнителя семян используется ультразвуковой парогенератор, который разбивает воду в мелкую пыль и смешивает её с воздухом, что в конечном итоге дает аэрозоль, который подается в камеру для семян, при этом семена более качественно и равномерно увлажняются и дополнительно получают кислород воздуха [4].
Ультразвуковой [ парогенератор
Рисунок 1. Смарт спраутер «Росинка»
Так же для поддержания температуры и дополнительного облучения семян используются инфракрасные излучатели, что позволяет прогревать семена и стимулировать их к росту [5]. Устройство обладает автоматическими программами проращивания, которые подают точные порции воды семенам, а так же поддерживают нужную температуру в камере. В результате чего при проращивании получаются экологически чистые проростки без патогенной флоры - готовые к употреблению [6]. Помимо проростков устройство позволяет проращивать семена на рассаду и выращивать зеленый корм домашним животным. Большим положительным качеством разработанного устройства является простота использования. Так для того, чтобы прорастить зерна пшеницы необходимо: заполнить бак с водой, затем установить его на устройство, далее засыпать в лотки необходимое количество зерна пшеницы и установить их в устройство, закрыть крышку, и выбрать из меню программы пшеницу (суточное проращивание), нажать на кнопку запуска программы и ровно через сутки продукт можно употреблять в пищу (не забыв при этом его промыть проточной водой).
Выводы
Использование автоматизированных устройств в сельском хозяйстве и пищевой промышленности позволит поднять уровень производительности и качество предлагаемой продукции на совершенно другой уровень.
Создание автоматизированных устройств для домашнего хозяйства позволит освободить человека от хлопот связанных с приготовлением пищи и получить больше времени на общение с членами своей семьи.
Нами разработано устройство смарт спраутер «Росинка», который отвечает современным требованиям потребителя к данному виду устройств и позволяет облегчить процесс проращивания, снизить сроки роста и повысить качество получаемой продукции.
Ссылки на источники:
1. Глобальные технологические тренды. Информационный бюллетень / ТРЕНДЛЕТТЕР, № 9 - 2015, источник: http://issek.hse.ru/trendletter/news/153326171.html
2. Подкопаева, З.П. Пророщенные семена зернобобовых культур как перспективное направление в технологии продуктов функционального назначения/ З.П. Подкопаева, А.А. Федотова, М. В.Кузина//Вестник ОрелГИЭТ -Орел, 2013 - №1 (23) - C. 141-143.
3. Алгазин, Д.Н. Повышение эффективности предпосевной обработки семян в условиях защищенного грунта/ Д.Н. Алгазин, Д.А. Воробьев, А.И. Забудский // Вестник Омского государственного аграрного университета - Омск, 2015. - № 1 (17). - С. 65-68
4. Алгазин, Д.Н. Повышение энергоэффективности при проращивании семян в тепличных условиях/ Д.Н. Алгазин, Д.А. Воробьев, А.И. Забудский, Е.А. Забудская // Омский научный вестник. - Омск, 2015. - № 2 (144). - С. 154-156
5. Алгазин, Д.Н. Повышение автоматизации проращивания семян/ Д.Н. Алгазин, Д.А Воробьев, А.И Забудский., Е.А. Забудская // В сборнике: ДОСТИЖЕНИЯ НАУКИ -АГРОПРОМЫШЛЕННОМУ ПРОИЗВОДСТВУ материалы LV международной научно-технической конференции. ФГБОУ ВО «Южно-Уральский государственный аграрный университет». 2016. С. 245-251.
6. Воробьев, Д.А. Повышение эффективности предпосевной обработки семян/Воробьев Д.А., Забудский А.И., Забудская Е.А., Алгазин Д.Н.// Новая наука: Опыт, традиции, инновации. 2016. № 4-2 (77). С. 117-120.
Dmitry Algazin
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor FSBEI HE Omsk SA U, Omsk
Dmitry Vorobiev
Senior Instructor
FSBEI HE Omsk SA U, Omsk
Andrey Zabudsky
Senior Instructor
FSBEI HE Omsk SA U, Omsk
Artur Danniker
Student
FSBEI HE Omsk SA U, Omsk
Leonid Falcovich
Student
FSBEI HE Omsk SA U, Omsk
Smart sprouter "Rosinka"
Abstract. The increase in world population gives rise to the problem of providing humanity with food. The current way of agriculture will not be able to cope with the impending threat, so the search for non-standard way of providing the population with food is becoming increasingly popular.
It is proposed as a human diet supplements functional foods use seedlings. as well as the underlying technology used aeroponics and using maintain optimal parameters of the environment to improve the quality of seedlings and increase their rate of growth.
The analysis of existing sprouters highlighted their main shortcomings and suggested ways of improving these devices. The design of Smart sprouter "Rosinka", able to facilitate the process of germination, reduce periods of growth and improve the quality of the products.
Keywords: aeroponics, sprouts, sprouter, automation, technology.
