看科技巨头如何玩转植物工厂(一)

2016-08-08

        美国航天局(NASA)宣布了寻找太阳系外行星方面“激动人心”的新消息!网络舆论顿时炸锅,范冰冰发微博说:地球终于找到女朋友了。话说回来,与农民毫不相干的科技巨头也都开始搞植物工厂了,这世界是没有什么不可能的了。

 

        没错,福岛正在变身植物工厂基地,年产量达 3.6 吨。这里原本是松下( Panasonic )、富士通( Fujitsu )等科技公司的重要生产基地,2013 年松下在福岛工厂的数码相机年度产量高达 140 万台,约占该集团年度全球销售量( 324 万台)的一半。然而到 2015 年 5 月底,松下福岛工厂将不再生产数码相机,而是转为生产蔬菜的植物工厂。

 

        其实,同类的工厂蔬菜在日本已经开始上市销售了,神奈川县的许多便利店最近就多了一些新萌物,那就是冷藏柜里的 1 Week Salad 。与往常的方形盒装沙拉不一样,1 Week Salad 被装在圆形塑料杯包装中,杯子的顶部是一个圆形穹顶,下方是一个支撑着这片“天空”的大大的立体数字,醒目标注了不同生产日期沙拉的食用期限。在包装之下是没打过农药也不用洗、采下来就能吃的无菌蔬菜,与 1 Week 名符其实,它可以冷藏保鲜一周。

 

 

        这些蔬菜来自电子巨头东芝在一家经改造的工厂 —— 横须贺东芝无尘室农场( Toshiba Clean Room Farm Yokosuka )里生产的最新产品。近年来,日本电子界吹起了一股新风,不仅东芝,富士通、松下、夏普等巨头也纷纷将闲置的工厂改装为高科技温室大棚,种植无菌蔬菜,电子工程师也随之摇身一变,成为新时代“农夫”。

 

动用一切高新技术种菜

 

        东芝所隶属的三井集团,经理会成员公司及其子公司和连带公司共达 150 多家,从核电站到鸡蛋,集团内广泛的事业、技术、专有技术可以进行有机结合,这为东芝无菌蔬菜工厂的技术提供了基础保障。而日本多数大财团都有类似的多元化的产业格局,有助于实现他们的新创意。

 

 

        横须贺东芝无尘室农场位于神奈川县横须贺市,由原来的软盘工厂内的四层建筑改建而成,占地面积近 1969 平方米,是“日本国内最大的完全人工光型植物工厂”。这里的蔬菜都是在最高安全标准的无尘栽培室内进行发芽、育苗、栽培及收割的,因此都可以直接供应无农药、低活菌蔬菜。为了确保环境接近无菌,东芝可谓极尽苛刻。

 

        在无菌种植环境下,完全不用担心 PM2.5 对蔬菜的污染。空气想要进入东芝无尘室农场中,必须经过三道过滤器。不仅体积较大的灰尘,就连粒径仅为 PM2.5 污染物 1/6 的微粒都会被过滤掉。对空气的要求不仅是干净,还要能够提供植物所需的必备营养。为了促进光合作用,栽培室内的二氧化碳( CO2 )浓度必须达到一定范围,因此机械室中设有 CO2 生成装置,浓度一般控制在 800ppm 左右,大约是空气中的两倍。栽培棚里挂着温湿度计和 CO2计,可随时监测温度、湿度、CO2浓度,通过自动控制使这些数值保持在设定值上。

 

 

        无菌种植用的水也不普通。栽培室旁的设备室内都设有用于除菌、杀菌的纯水制取装置和电解功能水生成装置。一方面,除去自来水中的氯和漂白粉,再经过反渗透膜( RO 膜)过滤就能得到营养液使用的纯水( RO 水),纯水经过紫外线杀菌后再添加养分,然后才能供给栽培棚。另一方面,电解功能水生成装置可同时生成酸性次氯酸水和清洗用碱性水,两种水均用于洗手和清洗物品。工人的手以及带入栽培室内的物品,都得用次氯酸水清洗杀菌后再用碱性水进行脱脂清洗。

 

        在栽培室外,植物工厂的走廊、洗手间等地方的墙壁上都涂了东芝材料公司开发的 RENECAT 光催化剂,即使是在荧光灯等低光量可见光下也能发挥作用,具有除菌和病毒灭活效果。不过这些只是横须贺东芝无尘室农场的第一步,种出无菌蔬菜才是重点,为此东芝动员了整个集团的资源和技术。

 

        无尘室农场采用东芝的专用 ICT 系统进行日常工作指示和业绩的管理。东芝给每位工人都配备了平板电脑,通过平板电脑显示哪些位置应该播下种子、应该播下什么种子、菜苗应该移到什么位置等内容,工作结束了,工人会在系统上作登记。这么做不仅可以防止工作遗漏问题的出现,统一掌握工作进度,还能确认温度、湿度、营养液 pH 值等栽培室的环境数据。

 

        栽培室的照明则采用由东芝照明技术公司的植物生长用荧光灯“ Plantlux ”改造而成、专门针对植物工厂的情况调整了荧光材料比例的照明产品。但东芝表示,“植物工厂为了控制初期投资而采用了荧光灯,2015 年度开始将逐渐换成运行成本低的 LED 灯”。不过部分栽培棚已开始采用容易控制波长的 LED 灯进行试栽培,目标是让处于不同成长阶段的植物照射到不同波长的光,促进光合作用和植物生长。

 

 

        从播种到栽培,植物工厂的工人都会根据菜苗的成长阶段,细心地为每株菜苗更换栽培棚。在播种阶段,工人会将种子种在小盒子的海绵上,然后放在托盘的孔中(一个播种用托盘有 192 个孔)。而在栽培阶段,随着植物的生长,小盒子会被换到孔间隔更大的托盘上。与其他植物工厂采用的连托盘一起更换栽培棚的方法相比,这种方式更麻烦,但根据植物大小而改变栽培密度并更换到高度不同的栽培棚的方式可以更有效地利用空间。不过东芝也表示,继续使用这种方式的同时,也会考虑其他方法。

 

        横须贺无尘室农场在培育的绿叶蔬菜有散叶生菜、玻璃生菜、直立生菜、瑞士甜菜、雪菜、菠菜、芝麻菜等。去年 11 月,东芝无尘室农场的开工率仅为 25% 左右,在不断提高工人熟练度以后,2015 年 3 月底前就会开始全面生产,这样将日产 8400 棵蔬菜。