Návrh zařízení pro kultivaci okřehku
Loading...
Date
Authors
Knespl, Martin
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Tato bakalářská práce se zabývá vlastnostmi okřehku (Lemna minor) a návrhem částečně automatizovaného systému pro jeho vertikální kultivaci. Úvodní část představuje jednotlivé druhy okřehku a jeho vlastnosti. Dále jsou shrnuty hlavní faktory ovlivňující růst rostliny a dostupné metody kultivace. Navazující kapitola se věnuje možnostem využití biomasy okřehku v zemědělství, potravinářství, farmacii, výrobě biopaliv i v recyklaci živin z odpadních vod. Na základě poznatků byl zpracován návrh vícepodlažního zařízení s řízeným osvětlením, regulací průtoku vody a automatickou sklizní. Sklizeň je zprostředkována vodním proudem, který je řízen elektronickým ventilem. Tento ventil byl vyvinut jako vlastní řešení ve snaze snížit cenu systému. Systém je řízen deskou vlastního návrhu, která umožňuje nastavení parametrů přes webové rozhraní bez nutnosti kompilace kódu. V rámci práce byla fyzicky sestavena a otestována hlavní část navrhované konstrukce spolu s jednou pěstební úrovní včetně ventilu, rozvodu vody a osvětlení. Proběhlo ověření funkčnosti čerpadla, průtočného systému, napájení i ovládání systému přes webové rozhraní. Výsledky práce mohou sloužit jako základ pro další výzkum v oblasti udržitelného pěstování rostlinné biomasy v kontrolovaném prostředí.
This bachelor thesis deals with the characteristics of duckweed (Lemna minor) and the design of a semi-automated system for its vertical cultivation. The introductory part presents the different species of duckweed and its properties. Then the main factors affecting the growth of the plant and the available cultivation methods are summarised. The following chapter discusses the potential applications of duckweed biomass in agriculture, food, pharmaceuticals, biofuel production and nutrient recycling from wastewater. Based on the findings, the design of a multi-storey device with controlled lighting, water flow control and automatic harvesting was developed. Harvesting is mediated by a water stream that is controlled by an electronic valve. This valve was developed as a custom solution in an effort to reduce the cost of the system. The system is controlled by a custom-designed board that allows parameter settings via a web interface without the need for code compilation. As part of the project, the main section of the proposed structure was physically assembled and tested together with one cultivation level, including the valve, water distribution system, and lighting. The functionality of the pump, flow system, power supply, and web-based control interface was successfully verified. The results of this work can serve as a basis for further research in the field of sustainable plant biomass cultivation in controlled environments.
This bachelor thesis deals with the characteristics of duckweed (Lemna minor) and the design of a semi-automated system for its vertical cultivation. The introductory part presents the different species of duckweed and its properties. Then the main factors affecting the growth of the plant and the available cultivation methods are summarised. The following chapter discusses the potential applications of duckweed biomass in agriculture, food, pharmaceuticals, biofuel production and nutrient recycling from wastewater. Based on the findings, the design of a multi-storey device with controlled lighting, water flow control and automatic harvesting was developed. Harvesting is mediated by a water stream that is controlled by an electronic valve. This valve was developed as a custom solution in an effort to reduce the cost of the system. The system is controlled by a custom-designed board that allows parameter settings via a web interface without the need for code compilation. As part of the project, the main section of the proposed structure was physically assembled and tested together with one cultivation level, including the valve, water distribution system, and lighting. The functionality of the pump, flow system, power supply, and web-based control interface was successfully verified. The results of this work can serve as a basis for further research in the field of sustainable plant biomass cultivation in controlled environments.
Description
Citation
KNESPL, M. Návrh zařízení pro kultivaci okřehku [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2025.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Základy strojního inženýrství
Comittee
prof. Dr. Ing. Marcus Reppich (předseda)
prof. Ing. Petr Stehlík, CSc., dr. h. c. (místopředseda)
prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Jaroslav Jícha, CSc. (člen)
doc. Ing. Vítězslav Máša, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Martin Pavlas, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Vojtěch Turek, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Radovan Šomplák, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Skryja, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Lošák, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Touš, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2025-06-11
Defence
Student prezentoval svoji bakalářskou práci na téma návrh zařízení pro kultivaci okřehku s následující osnovou:
- motivace, vlastnosti a využití okřehku
- optimalizace růstu
- návrh konstrukce kultivátoru, představení jeho jednotlivých částí
Student uspokojivě zodpověděl všechny otázky oponenta.
Následně student odpovídal na otázky komise:
- Dotaz na využití okřehku pro silně znečištěné odpadní vody. Student odpověděl uspokojivě.
- Dotaz na synergické využití okřehku v dalších aplikacích. Student odpověděl uspokojivě.
- Dotaz na kultivační dobu okřehku. Student odpověděl uspokojivě.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení