Tápoldatozók titkai. I. rész

HI5000 – tápoldatozó kisebb gazdaságoknak

Nagyon sok növénytermesztő kisebb gazdaság, amelyik tápoldatozással biztosítja az intenzív növény fejlődést, magát a tápoldat készítést kézi munkával végzi még a mai napig. Pedig ez nagy precizitást, odafigyelést igényel és el kell végezni minden nap. Nem lehet másokra bízni – ha elrontják, óriási kárt tudnak csinálni. Megoldás egy automata tápoldatozó biztosítaná, de ahhoz be kellene fektetni 2-3 millió forintot, ami nem egyszerű a kisgazdák esetében. Átmeneti megoldás lehet például a HI5000 mini tápoldatozó rendszer, amelyik a tápoldatozók között az olcsóbb kategóriába tartozik, de egyes elemei nagyon profin vannak megoldva. A HI5000 előnye, hogy a meglévő öntöző-tápoldatozó rendszerre kell telepíteni, tehát maximálisan ki lehet használni a már meglévő részeket. Cikkünkben bemutatjuk a HI5000 működtetéséhez szükséges tudást – ez viszont univerzális tudásbázis a tápoldatozókról. Ebbe a cikkbe nem fér be minden, amit el szeretnénk mondani a tápoldatozók működéséről, de folytatjuk későbbi cikkeinkben.

1. Tápoldatozó részei és funkciói

   
   

Bármilyen tápoldatozó eszközt is használunk, mindegyiknek vannak közös elemei. A tápoldatok vízből és műtrágyákból készülnek, de ha gépesíteni szeretnénk a folyamatot, akkor előre el kell készíteni egy vagy több (A+B+…) törzsoldatot. Ebben a cikkben nem foglalkozunk a törzsoldat készítésével, összetételével, csak annyit konstatálunk, hogy a használandó törzsoldatok sótartalma kb. százszor magasabb, mint a növénynek szükséges tápoldat koncentrációja. Tehát a tápoldatozó szerkezet biztosítja a törzsoldatok hígítását a vízzel. A százszoros hígítás azért is nagyon jó, mivel ha elkészítünk 100 liter törzsoldatot, akkor százszoros hígítás után ebből 10 m³ tápoldatot kapunk. Ennek köszönhetően egyszerű biztosítani akár egy hétre előre is a tápoldatozás alapanyagát.

A tápoldatozók legfontosabb elemei funkcionálisan ugyanazokat a feladatokat végzik el mind az egyszerű, úgy az automata rendszerekben. Ezek a funkciók (nézd az alábbi rajzot):

• víz adagolása a tartályba
• törzsoldatok felszívása és adagolása tápoldathoz
• víz és tápoldat mozgatása a rendszeren belül
• pH és EC mérés
• folyamat vezérlés: adagolás irányítása a mért eredmények alapján, amíg beállított pH és EC értéket el nem éri
• tápoldat kipumpálása a növényekhez.

Tápoldat készítésének folyamatai HI5000 Mini Tápoldatozóban

Sok cég kínál tápoldatozókat, amelyek abban különböznek egymástól, hogyan oldották meg az egyes fázisok kivitelezését a fejlesztők. Érthető, hogy meg lehet oldani a feladatot egyszerű és bonyolultabb eszközökkel. A cél, hogy elfogadható pontossággal készítse el a tápoldatozó az elvárt recept alapján a tápoldatot.

2.Tápoldatozó működési elve: HI5000 tápoldatozó példáján

A HI5000 Mini Tápoldatozó részei úgy vannak tervezve, hogy a felhasználó saját igényeihez igazíthassa. Az alábbi kép illusztrálja a tápoldatozó elemeit. Ezen a képen a tartály, pumpa vízszint mérő nem láthatóak, mivel a HI5000 készletéhez ezek a részek nem tartoznak.

A baloldali zöld nyíl mutatja a tápoldat útját a tartályból a rendszerbe, majd az alsó zöld nyíl, ahogy elhagyja a tápoldatozót. A tápoldatozó EC és pH szenzorjai be vannak építve a csővezetékbe a szabályok szerint (erről már írtunk a blogunkban, nézd itt…). A szenzorok a HI9913 pH/EC  mérő és vezérlőhöz vannak csatlakoztatva. Ezután a tápoldat két Venturi csövön megy keresztül. A Venturikban keletkezett vákuum szívja fel a törzsoldatokat a tartályokból. Ahhoz, hogy elegendő legyen a vákuum, megfelelő nyomást kell biztosítani a Venturi bemenetén, tehát ez függ a pumpa által generált víznyomástól. A felfele mozgó törzsoldatok (kék nyilak) először az átfolyás mérőn mennek keresztül, majd a mágnes szelepeken és úgy kerülnek a Venturi bemenetére. A mágnes szelepek ki/be kapcsolását a HI9913 vezérlő irányítja, attól függően, hogy az EC szenzor által mért érték és a programozáskor megadott érték között milyen a különbség.

A HI5000 rendszerében a sav adagolására BL10-2 típusú sav adagolót használnak. A sav adagolón lehetőség van precízen beállítani a sav átfolyási sebességét. A savadagoló tápfeszültsége a HI9913 vezérlőről jön, és a vezérlő dönt a ki/be kapcsolásról, attól függően mit mért a pH szonda a bemenetnél az előre programozott pH értékhez képest. Ha még nem egyezik a két érték, akkor bekapcsolja az adagolót. Ha már viszont alacsonyabb a pH mint a beállított érték, akkor viszont kikapcsolja a sav adagolását.

Mint már említettük a HI5000 egyik legnagyobb előnye a flexibilitás, vagyis hogy a felhasználó variálhatja a saját rendszeréhez vagy saját elképzeléseihez, szükségleteihez.

A műanyag csövek átmérőit lehet változtatni és ezáltal az átfolyás sebességét is változtathatjuk. a vezérlés lényegében nem változik, ha 1000 liter/óra vagy 3000 liter/óra tápoldat keverést akarunk elérni. A szenzorok maximum 6 bár nyomásig működnek, ami elegendő nagyon széles skálájú tápoldatozáshoz. A Venturikat és átfolyás mérőket is lehet módosítani (növelni a kapacitásukat), és ez nem is túl drága a rendszer árához viszonyítva.

A fenti képeken csak néhány példa a netről, hogyan módosították a rendszert a felhasználók.

3.HI5000 tápoldatozó csatlakoztatása a meglévő öntöző rendszerhez

Az alábbi képen bemutatjuk egy lehetséges kivitelezési módot a HI5000 tápoldatozó készlet segítségével. Vannak elemek a sémán, amelyek nélkül is működhet a rendszer (például az időprogramozó vagy vízszint szabályozó), de általában az a szabály, hogy amilyen munkát nem végez el a gép, azt bizony az ember végzi.

Ha a gazdának már van egy keverő tartálya, hozzá egy már jól bevált erős pumpája az öntözéshez és tápoldatozáshoz, akkor két átfolyás szabályozó csap beiktatásával felhasználhatja a meglévő rendszerét a tápoldatozó működtetéséhez. Ha nagyobb kapacitású rendszerre van szüksége, növelni kell a csövek átmérőjét és a pumpa kapacitását, a Venturikat is lecserélni nagyobbakra, de az elektronika nem változik. Vagyis viszonylag kis pénzből akár meg is lehet duplázni a rendszer kapacitását.

4. Tápoldatozó számítások: Számítsuk ki a rendszerünk anyagmozgását.

A tápoldat készítése, lényegében egy hígítási folyamat, amelyben részt vesz a víz (hígító szer) és törzsoldat (tömény oldat- hígítandó). A végeredmény egy közepes értékű higított oldat (a mi esetünkben kész tápoldat). Tehát, ha változtatjuk az arányokat a víz és törzsoldat között, bármilyen értékű tápoldatot tudunk készíteni (de nem nagyobb EC értékűt, mint a törzsoldat EC értéke).

Nézzük, hogyan fog működni a rendszerünk, ha van egy 1000 literes keverő tartályunk, de szeretnénk kiadni a növényeinknek legalább 3000 liter tápoldatot óránként.

Ha  EC = 2,0 mS/cm értékű tápoldatot akarunk elkészíteni 0,5 mS/cm EC értékű vízből és 200 mS/cm értékű törzsoldatból, akkor 3000 liter vízhez kell adnunk X liter 200 mS/cm értékű törzsoldatot óránként (az X értékét szeretnénk kiszámítani).

Kiinduló adatok.

Víz vezetőképessége EC= 0,5 mS/cm, és a vízből veszünk 3000 litert (1 óra alatt)

Törzsoldat vezetőképessége EC = 200 mS/cm és veszünk belőle X litert (na, ezt szeretnénk kiszámítani)

Kész tápoldat vezetőképessége legyen EC = 2,0 mS/cm

Kész tápoldat térfogata (3000 + X ) liter, mivel a vízhez hozzáadjuk a törzsoldatot.

A hígítás folyamatának egyenlete egyszerű:

Tegyük be a megfelelő számértékeket:

3000 x 0,5 + X x 200 = (3000+X) x 2,0

Végezzük el a számításokat:

1500 + 200 X = 6000 + 2 X

198 X = 4500,

X= 22,7 liter.

Tehát, ha óránként 3023 liter 2,0 mS/cm értékű tápoldatot szeretnénk elkészíteni, akkor óránként 22,7 liter 200 mS/cm értékű törzsoldatot kell 3000 liter 0,5 mS/cm vízzel keverni.

A tartályban végmenő folyamatok sebessége.

Hasznos lehet a beállítások megkönnyítéséhez, ha elvégzünk még egy kis számításokat (aki nem szereti ezt a részt, olvassa el csak a következtetéseket a végén, és majd utána megérti miért fontosak a számítások) és megértjük a folyamatok logikáját.

Ha keverő pumpánk 1000 liter/óra sebességgel forgatja a tartályunkban a tápoldatot, akkor tápoldatozón keresztül folyó oldat percenkénti sebessége 16,7 l/perc. A Venturi felszívási sebessége változik a nyomástól függően, de vegyük átlagban 1:30 arányt, akkor ez kb. 0,56 l/perc felszívási sebességnek felel meg.

Számítsunk ki két esetet.

Kezdet.

Ha kezdetben, a tartályunkban csak 500 liter víz van, amelyiknek az EC értéke 0,5 mS/cm és mi szeretnénk, hogy a kimenő érték legyen EC=2,0 mS/cm, akkor az 500 literhez, kell adni 3,8 liter 200 mS/cm törzsoldatot. Felhasználva a fentebb kapott 0,56 l/p adatot, azt kapjuk, hogy tápoldatozó rendszernek kell kb. 6,8 perc, ahhoz, hogy bepumpálja a szükséges törzsoldatot.

Folyamat közben

Ha már a tartályunkban van 500 liter tápoldat, amelyiknek az EC értéke 1,5 mS/cm és mi szeretnénk, hogy a kimenő érték legyen EC=2,0 mS/cm, akkor az 500 literhez, kell adni 1,26 liter 200 mS/cm törzsoldatot. Felhasználva a fentebb kapott 0,56 l/p adatot, azt kapjuk, hogy tápoldatozó rendszernek kell kb. 2,3 perc, ahhoz, hogy bepumpálja a szükséges törzsoldatot.

Viszont ha már a kezdetben a tartályban lévő 500 liter oldat EC értéke 1,8 mS/cm, akkor a tápoldatozónak csak 0,5 liter törzsoldatot kell beadagolni a rendszerbe, hogy az elvárt érték beálljon és ezt kb. 0,9 perc alatt képes elvégezni.

Következtetés:

• Mennél közelebb van a tápoldat EC értéke, a beállított értékhez, a tápoldatozónak annál kevesebb időre van szüksége a pontos érték elérésére.
• Ahhoz, hogy a tápoldatozó pontosabban működjön, először be kell indítani a tápoldatozót, csak keverési módban és még nem engedjük ki a növényekre a tápoldatot. A rendszernek kell majd kb. – 5-8 perc, amíg az EC érték eléri a számunkra megfelelő értéket. Ha már a különbség nem nagy, akkor a tápoldatozó automatikus vezérlése gyorsabban fogja követni a változásokat és finoman, pontosan tartani az adott EC értéket. Csak ezután engedjük bele a vizet és vezessük ki a kész tápoldatot a növényekre.

ELŐZETES: Mi az a proporcionális szabályozás? Hogyan működnek a profi tápoldatozók? Na, erről a következő cikkünkben lesz szó.