می 8, 2021

آنالیز عناصر در دستگاه کنترل تغذیه هوشمند هیدروپونیک

چرا در سیستم های کنترل تغذیه هوشمند هیدروپونیک آنالیز همه ­ی عناصر انجام نمی­شود؟

در صورتی که با کشت هیدروپونیک آشنایی داشته باشید حتما می ­دانید که در محلول غذایی پایه کشت هیدروپونیک حدود 14 عنصر مختلف وجود دارند که با نسبت های مشخصی باید با یکدیگر ترکیب شده و به صورت یون در محلول غذایی یافت می­شوند. 

مجموعه عناصر ماکرو و میکرو موجود در فرمول غذایی کشت هیدروپونیک

اما با وجود این که حدود 14 نوع عنصر مختلف در فرمول غذایی کشت هیدروپونیک موجود می­باشد در نمونه های تجاری دستگاه های کنترل تغذیه هوشمند کشت هیدروپونیک برای آنالیز مقدار این یون­ ها تنها از سنسور هدایت الکتریکی (EC متر) استفاده می ­شود. در این مقاله قصد داریم به این پرسش پاسخ بدهیم که چرا این دستگاه ها به آنالیز تک­تک این 14 عنصر نمی ­پردازند و تنها به یک سنسور اکتفا می­ کنند؟

قیمت و در دسترس بودن سنسورهای تشخیص میزان یون

اولین پاسخ به قیمت سنسورهای تشخیص میزان یون برمی­گردد. امروزه شرکت­ های مطرحی همچون HANNA، Thermo scientific و Laqua سازنده­ی سنسورهای تشخیص میزان یون­ها در یک محلول (Ion Selective Electrode) می­باشند که برای کاربردهای تشخیصی آزمایشگاهی استفاده می ­شوند. محدوده قیمت هریک از این سنسورها از 600 تا 900 دلار بسته به برند سنسور و نوع یون می­باشد حال حتی با در نظر گرفتن پایین ترین قیمت 600 دلار و با در نظر گرفتن 14 عنصر متوجه خواهیم شد که در حدود 8400 دلار تنها هزینه پراب سنسورهای مربوطه خواهد شد که علاوه بر این پراب ها برای هرکدام از آن­ها ترنسمیتر مرتبط و یا یک ترنسمیتر یکپارچه برای همه پراب­ها ضروری می ­باشد. با در نظر گرفتن این نکته که در هر حال حاضر قیمت دستگاه های تغذیه هوشمند کشت هیدروپونیک چیزی در حدود 15 تا 30 هزار دلار می ­باشد متوجه این نکته می ­شویم که افزایش حدود 9000 دلار به مواد اولیه این دستگاه ها باعث افزایش قابل توجه قیمت تمام شده دستگاه های کنترل تغذیه هوشمند خواهد شد که طبعا از اقبال به این دستگاه ها کم خواهد کرد. 

علاوه بر این امروزه برای تمامی عناصر میکرو و ماکرو سنسور تشخیص میزان یون وجود ندارد و لذا در صورتی که آنالیز مقادیر یون ­ها بر اساس این سنسورها مدنظر باشد همواره در مورد برخی یون­ های خاص به مشکل خواهیم خورد.

قیمت سنسورهای تشخیص میزان یون ساخت شرکت HANNA

افزایش هزینه سیستم تزریق محلول

می ­دانیم که امروزه بسیاری از گلخانه­های هیدروپونیک برای تهیه محلول تغذیه از دو یا سه مخزن استوک استفاده می­ کنند. در صورتی که برای هریک از عناصر از یک حسگر خاص استفاده بشود طبعا باید برای هر حسگر نیز یک عملگر مختص به خود موجود باشد. این جمله به این معناست که اگر بنا باشد 14 حسگر برای آنالیز یون­ها داشته باشیم پس حتما 14 عدد سیستم تزریق و 14 تانک محلول های پایه نیز باید در نظر گرفته شود. که این موضوع نیز خود به قیمت دستگاه کنترل تغذیه هوشمند می ­افزاید.

راه حل دستگاه های تغذیه هوشمند تجاری چیست؟

نمونه های تجاری دستگاه های تغذیه هوشمند کشت هیدروپونیک از سنسور هدایت الکتریکی (EC متر) برای آنالیز کلی مقادیر یون ­ها در محلول غذایی استفاده می­ کنند. در واقع نسبت نمک­ها در ابتدا در استوک­های محلول پایه طبق فرمول غذایی تنظیم شده است علاوه بر این که درصد تزریق هریک از استوک ها نیز به عنوان ورودی به دستگاه داده می­شود پس وظیفه سیستم کنترل هوشمند آنالیز نسبت تک­تک عناصر موجود در محلول تغذیه نمی ­باشد بلکه وظیفه­ی آن کسب اطمینان از رسیدن مقدار کل نمک­های موجود در محلول تغذیه به مقدار ایده­آل می ­باشد که به خوبی به کمک سنسور هدایت الکتریکی قابل اندازه­گیری است.

جمع بندی

برای پاسخ دادن به این سوال که چرا نمونه­ های تجاری دستگاه های تغذیه کشت هیدروپونیک به آنالیز تک­تک عناصر نمی پردازند به سه دلیل اشاره شد که  گران قیمت بودن هریک از سنسور های تشخیص میزان یون، موجود نبودن سنسور تشخیص یون برای برخی یون­های موجود در فرمول غذایی هیدروپونیک و افزایش اجباری تعداد محلول های پایه و سیستم های تزریق این دلایل می ­باشند. به همین دلیل در سیستم های تغذیه هوشمند به استفاده از EC متر برای آنالیز کلی مقدار یون­ها در محلول غذایی اکتفا می­ شود. البته باید اشاره نمود که آنالیز دوره ­ای محلول غذایی، اضافه کردن سنسور آنالیز یک عنصر خاص و اضافه کردن تعداد استوک ­ها از ابزارهایی می­باشند که به گلخانه­داران و مشاوران کشاورزی در آنالیز بهتر محلول غذایی کمک خواهند نمود.