JP2001333639A - 高二酸化炭素選択分離膜を用いた植物への二酸化炭素施肥 - Google Patents
高二酸化炭素選択分離膜を用いた植物への二酸化炭素施肥Info
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- Y02P60/20—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 取り扱いの危険なものを使用することなく、
また、調節装置を設置することなく、効率的に且つ安全
に植物に二酸化炭素を供給することができる方法及びシ
ステムを提供することを目的とする。 【解決手段】 二酸化炭素を富化した空気を植物に供給
する方法であって、空気を二酸化炭素を選択分離するこ
とができる膜を透過させて、二酸化炭素を富化した空気
を調製することを特徴とする供給方法及び、植物が育成
される外部から区画された植物育成施設空間を備えた植
物育成システムにおいて、二酸化炭素を選択分離するこ
とができる膜を備えた二酸化炭素濃縮装置、圧縮した空
気を二酸化炭素濃縮装置に供給する装置、及び二酸化炭
素濃縮装置から二酸化炭素を富化した空気を植物育成施
設空間内の植物に供給する手段を有するシステム。
また、調節装置を設置することなく、効率的に且つ安全
に植物に二酸化炭素を供給することができる方法及びシ
ステムを提供することを目的とする。 【解決手段】 二酸化炭素を富化した空気を植物に供給
する方法であって、空気を二酸化炭素を選択分離するこ
とができる膜を透過させて、二酸化炭素を富化した空気
を調製することを特徴とする供給方法及び、植物が育成
される外部から区画された植物育成施設空間を備えた植
物育成システムにおいて、二酸化炭素を選択分離するこ
とができる膜を備えた二酸化炭素濃縮装置、圧縮した空
気を二酸化炭素濃縮装置に供給する装置、及び二酸化炭
素濃縮装置から二酸化炭素を富化した空気を植物育成施
設空間内の植物に供給する手段を有するシステム。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二酸化炭素を富化
した空気を植物に供給する方法、及びそのシステムに関
する。
した空気を植物に供給する方法、及びそのシステムに関
する。
【０００２】
【従来の技術】ハウス栽培などで、二酸化炭素を富化し
た空気を植物に与えることにより、植物の生育が促進さ
れることは、二酸化炭素施肥としてよく知られている。
しかし、二酸化炭素の必要量は、非常に多量であり、従
来の二酸化炭素ボンベを用いる方法では、その交換頻度
は高く、また、高圧ガスを用いることから、その扱いは
非常に慎重を要し、危険である。
た空気を植物に与えることにより、植物の生育が促進さ
れることは、二酸化炭素施肥としてよく知られている。
しかし、二酸化炭素の必要量は、非常に多量であり、従
来の二酸化炭素ボンベを用いる方法では、その交換頻度
は高く、また、高圧ガスを用いることから、その扱いは
非常に慎重を要し、危険である。
【０００３】また、二酸化炭素ボンベを用いて、二酸化
炭素を植物に供給する場合には、ボンベは高濃度の二酸
化炭素を含むため、ビニールハウス等の大きさから供給
量を算出し、二酸化炭素濃度を希釈する（調節する）シ
ステム（装置）をボンベとビニールハウスの間に設置し
なければならないという問題がある。
炭素を植物に供給する場合には、ボンベは高濃度の二酸
化炭素を含むため、ビニールハウス等の大きさから供給
量を算出し、二酸化炭素濃度を希釈する（調節する）シ
ステム（装置）をボンベとビニールハウスの間に設置し
なければならないという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、二酸化炭素
ボンベのような取り扱いの危険なものを使用することな
く、また、調節装置を設置することなく、効率的に且つ
安全に植物に二酸化炭素を供給することができる方法及
びシステムを提供することを目的とする。
ボンベのような取り扱いの危険なものを使用することな
く、また、調節装置を設置することなく、効率的に且つ
安全に植物に二酸化炭素を供給することができる方法及
びシステムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために、鋭意研究を重ねた結果、二酸化炭素を
選択分離することができる膜に、空気を透過させること
によって得られる二酸化炭素を富化した空気が、植物に
施肥できることを見出し、上記目的を達成できることを
見出した。本発明は、このような知見に基づくものであ
る。
解決するために、鋭意研究を重ねた結果、二酸化炭素を
選択分離することができる膜に、空気を透過させること
によって得られる二酸化炭素を富化した空気が、植物に
施肥できることを見出し、上記目的を達成できることを
見出した。本発明は、このような知見に基づくものであ
る。
【０００６】即ち、本発明は、以下の方法及びシステム
の発明を提供する。
の発明を提供する。
【０００７】項１． 二酸化炭素を富化した空気を植物
に供給する方法であって、空気を二酸化炭素を選択分離
することができる膜を透過させて、二酸化炭素を富化し
た空気を調製することを特徴とする供給方法。
に供給する方法であって、空気を二酸化炭素を選択分離
することができる膜を透過させて、二酸化炭素を富化し
た空気を調製することを特徴とする供給方法。
【０００８】項２． 二酸化炭素を選択分離することが
できる膜が、有機膜又は無機膜である項１に記載の供給
方法。
できる膜が、有機膜又は無機膜である項１に記載の供給
方法。
【０００９】項３． 二酸化炭素を選択分離することが
できる膜の窒素に対する二酸化炭素の分離比（ＣＯ2／
Ｎ2）が、５以上である項１又は２に記載の供給方法。
できる膜の窒素に対する二酸化炭素の分離比（ＣＯ2／
Ｎ2）が、５以上である項１又は２に記載の供給方法。
【００１０】項４． 二酸化炭素を選択分離することが
できる膜が、空気中の二酸化炭素濃度を500〜3000 ppm
にまで濃縮できるものである項１〜３のいずれかに記載
の供給方法。
できる膜が、空気中の二酸化炭素濃度を500〜3000 ppm
にまで濃縮できるものである項１〜３のいずれかに記載
の供給方法。
【００１１】項５． 植物が育成される、外部から区画
された植物育成施設空間を備えた植物育成システムにお
いて、二酸化炭素を選択分離することができる膜を備え
た二酸化炭素濃縮装置、圧縮した空気を二酸化炭素濃縮
装置に供給する装置、及び二酸化炭素濃縮装置から二酸
化炭素を富化した空気を植物育成施設空間内の植物に供
給する手段を有するシステム。
された植物育成施設空間を備えた植物育成システムにお
いて、二酸化炭素を選択分離することができる膜を備え
た二酸化炭素濃縮装置、圧縮した空気を二酸化炭素濃縮
装置に供給する装置、及び二酸化炭素濃縮装置から二酸
化炭素を富化した空気を植物育成施設空間内の植物に供
給する手段を有するシステム。
【００１２】項６． 二酸化炭素を選択分離することが
できる膜が、有機膜又は無機膜である項５に記載のシス
テム。
できる膜が、有機膜又は無機膜である項５に記載のシス
テム。
【００１３】項７． 二酸化炭素を選択分離することが
できる膜の窒素に対する二酸化炭素の分離比（ＣＯ2／
Ｎ2）が、５以上である項５又は６に記載のシステム。
できる膜の窒素に対する二酸化炭素の分離比（ＣＯ2／
Ｎ2）が、５以上である項５又は６に記載のシステム。
【００１４】項８． 二酸化炭素を選択分離することが
できる膜が、空気中の二酸化炭素濃度を500〜3000 ppm
にまで濃縮できるものである項５〜７のいずれかに記載
のシステム。
できる膜が、空気中の二酸化炭素濃度を500〜3000 ppm
にまで濃縮できるものである項５〜７のいずれかに記載
のシステム。
【００１５】項９． 二酸化炭素濃縮装置が、 ・二酸化炭素を選択分離することができる膜を含む膜モ
ジュール部、 ・圧縮空気を導入する入口、 ・上記膜を透過しなかった空気（未透過ガス）を外部に
排出するための出口、 ・上記膜を通過した二酸化炭素を富化した空気を導出す
る出口、及び ・圧力勾配を与えるための背圧弁又は圧力調節器を備え
ている項５に記載のシステム。
ジュール部、 ・圧縮空気を導入する入口、 ・上記膜を透過しなかった空気（未透過ガス）を外部に
排出するための出口、 ・上記膜を通過した二酸化炭素を富化した空気を導出す
る出口、及び ・圧力勾配を与えるための背圧弁又は圧力調節器を備え
ている項５に記載のシステム。
【００１６】本発明によれば、空気を高二酸化炭素選択
透過膜を通過させることによって、植物に施肥するのに
適した濃度の二酸化炭素を含む空気をその場で必要量調
製できるため、従来のように二酸化炭素ボンベを用いる
場合に比して安全性が高い。
透過膜を通過させることによって、植物に施肥するのに
適した濃度の二酸化炭素を含む空気をその場で必要量調
製できるため、従来のように二酸化炭素ボンベを用いる
場合に比して安全性が高い。
【００１７】また、本発明は、ボンベの交換も必要な
く、コンプレッサーなどの空気供給系の動力に太陽電池
などを設置することによって、メンテナンスすることな
く、使用し続けることができる利点がある。
く、コンプレッサーなどの空気供給系の動力に太陽電池
などを設置することによって、メンテナンスすることな
く、使用し続けることができる利点がある。
【００１８】更に、本発明によれば、ボンベを使用する
際に必要である、二酸化炭素濃度を調節する装置も必要
ない。
際に必要である、二酸化炭素濃度を調節する装置も必要
ない。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の方法及びシステムは、二
酸化炭素を富化した空気を植物に供給する方法であっ
て、空気を二酸化炭素を選択分離することができる膜を
透過させて植物の育成に適した二酸化炭素を富化した空
気を調製し、植物に供給することを特徴とする。
酸化炭素を富化した空気を植物に供給する方法であっ
て、空気を二酸化炭素を選択分離することができる膜を
透過させて植物の育成に適した二酸化炭素を富化した空
気を調製し、植物に供給することを特徴とする。
【００２０】二酸化炭素を選択分離することができる膜 二酸化炭素を選択分離することができる膜としては、種
々の公知の膜が使用できる。例えば、ポリジメチルシロ
キサン（シリコーン）膜、ポリエチレン膜、ポリ塩化ビ
ニル膜、酢酸セルロース膜、ポリスルホン膜、ポリイミ
ド膜等の有機膜、シリカ膜、アルミナ膜、ジルコニア
膜、チタニア膜等の無機膜が例示できる。
々の公知の膜が使用できる。例えば、ポリジメチルシロ
キサン（シリコーン）膜、ポリエチレン膜、ポリ塩化ビ
ニル膜、酢酸セルロース膜、ポリスルホン膜、ポリイミ
ド膜等の有機膜、シリカ膜、アルミナ膜、ジルコニア
膜、チタニア膜等の無機膜が例示できる。
【００２１】この中でも、ポリジメチルシロキサン（シ
リコーン）膜、ポリエチレン膜、ポリイミド膜、シリカ
膜が、空気を透過させることによって、より選択的に二
酸化炭素を濃縮できる点で好ましい。
リコーン）膜、ポリエチレン膜、ポリイミド膜、シリカ
膜が、空気を透過させることによって、より選択的に二
酸化炭素を濃縮できる点で好ましい。
【００２２】これらの膜は、例えば、膜処理技術大系
（株式会社フジ・テクノシステムズ発行）に記載の方法
に従って、製造することが可能である。また、市販の膜
も利用することができる。例えば、ポリイミド中空糸膜
（宇部興産株式会社製）、三酢酸セルロース中空糸膜
（東洋紡績株式会社製）、ポリスルホン-ポリジメチル
シロキサン系のPRISMセパレータ（モンサント社製）等
が使用できる。
（株式会社フジ・テクノシステムズ発行）に記載の方法
に従って、製造することが可能である。また、市販の膜
も利用することができる。例えば、ポリイミド中空糸膜
（宇部興産株式会社製）、三酢酸セルロース中空糸膜
（東洋紡績株式会社製）、ポリスルホン-ポリジメチル
シロキサン系のPRISMセパレータ（モンサント社製）等
が使用できる。
【００２３】また、これら膜は、一般に細孔径が小さい
ためにその透過抵抗が大きく、そのため、透過速度を大
きくするためには膜厚は薄くするのが好ましい。従っ
て、高い透過速度を有したままで機械的強度を強めるた
めに、例えば、シリカ膜の一種であるシリカキセロゲル
膜等は、比較的大きな細孔を有する基材膜に皮膜させる
ことが好ましい。基材膜としては、アルミナ膜、ステン
レス焼結フィルター、多孔質ガラス膜、上記シリカ膜よ
りも細孔径の大きいシリカ膜等が例示できる。
ためにその透過抵抗が大きく、そのため、透過速度を大
きくするためには膜厚は薄くするのが好ましい。従っ
て、高い透過速度を有したままで機械的強度を強めるた
めに、例えば、シリカ膜の一種であるシリカキセロゲル
膜等は、比較的大きな細孔を有する基材膜に皮膜させる
ことが好ましい。基材膜としては、アルミナ膜、ステン
レス焼結フィルター、多孔質ガラス膜、上記シリカ膜よ
りも細孔径の大きいシリカ膜等が例示できる。
【００２４】皮膜の方法としては、例えば、特開平７−
２１３８７７号に記載の方法が例示できる。
２１３８７７号に記載の方法が例示できる。
【００２５】該膜の二酸化炭素の濃縮性能としては、窒
素に対する二酸化炭素の分離比（ＣＯ2／Ｎ2）が、５以
上、好ましくは、10〜200、より好ましくは100〜200の
膜を用いるのがよい。尚、その分離比の測定は、特開平
７−２１３８７７号に記載の方法に従った。
素に対する二酸化炭素の分離比（ＣＯ2／Ｎ2）が、５以
上、好ましくは、10〜200、より好ましくは100〜200の
膜を用いるのがよい。尚、その分離比の測定は、特開平
７−２１３８７７号に記載の方法に従った。
【００２６】また、空気中の二酸化炭素濃度を500〜300
0 ppm、好ましくは、1000〜2000 ppmにまで、濃縮する
性能を有するものがよい。
0 ppm、好ましくは、1000〜2000 ppmにまで、濃縮する
性能を有するものがよい。
【００２７】また、膜の細孔径、使用する膜の膜厚、該
膜の比表面積は、上記性能を有するものであれば、特に
限定されない。
膜の比表面積は、上記性能を有するものであれば、特に
限定されない。
【００２８】本発明の方法においては、圧縮した空気を
上記膜に作用させることによって、透過してきた二酸化
炭素の富化された空気を得ることができ、これを植物に
供給するものである。
上記膜に作用させることによって、透過してきた二酸化
炭素の富化された空気を得ることができ、これを植物に
供給するものである。
【００２９】本発明のシステムとしては、上記方法を達
成できるものであれば、特に限定されないが、具体的に
は、以下の装置及び手段を備えるものである。
成できるものであれば、特に限定されないが、具体的に
は、以下の装置及び手段を備えるものである。
【００３０】（１）空気を圧縮する装置 まず、膜モジュール部に空気を導入する為に、空気を圧
縮する。その装置としては、通常使用されるものであれ
ば、特に限定されないが、例えば、エアーコンプレッサ
ー等を使用することができる。
縮する。その装置としては、通常使用されるものであれ
ば、特に限定されないが、例えば、エアーコンプレッサ
ー等を使用することができる。
【００３１】空気を圧縮する装置によって、空気を、例
えば、２〜１０気圧程度、好ましくは、５気圧程度まで
圧縮する。
えば、２〜１０気圧程度、好ましくは、５気圧程度まで
圧縮する。
【００３２】（２）二酸化炭素濃縮装置 該装置としては、上記の二酸化炭素を選択分離すること
ができる膜を備えた膜モジュール部を有する。具体的に
は、 ・該膜モジュール部、 ・圧縮空気を導入する入口、 ・上記膜を透過しなかった空気（未透過ガス）を外部に
排出するための出口（排気口又は排気管）、 ・上記膜を通過した二酸化炭素を富化した空気を導出す
る出口、及び ・圧力勾配を与えるための背圧弁又は圧力調節器を備え
ていればよい。
ができる膜を備えた膜モジュール部を有する。具体的に
は、 ・該膜モジュール部、 ・圧縮空気を導入する入口、 ・上記膜を透過しなかった空気（未透過ガス）を外部に
排出するための出口（排気口又は排気管）、 ・上記膜を通過した二酸化炭素を富化した空気を導出す
る出口、及び ・圧力勾配を与えるための背圧弁又は圧力調節器を備え
ていればよい。
【００３３】膜モジュール部は、膜と膜を充填するその
外側の容器を含む。具体的には、該容器に、円柱状の形
状（管状膜）を有する膜を充填してもよいし、平膜をス
パイラル状や、重ねたものを充填してもよい。また、膜
を中空の繊維状に成型したホローファイバー膜を束ねた
モジュールでもよい。又、市販の膜（膜モジュール）を
利用する場合には、そのまま膜モジュール部として使用
することができる。
外側の容器を含む。具体的には、該容器に、円柱状の形
状（管状膜）を有する膜を充填してもよいし、平膜をス
パイラル状や、重ねたものを充填してもよい。また、膜
を中空の繊維状に成型したホローファイバー膜を束ねた
モジュールでもよい。又、市販の膜（膜モジュール）を
利用する場合には、そのまま膜モジュール部として使用
することができる。
【００３４】膜モジュール部の二酸化炭素濃縮装置への
具体的な設置は、例えば、図１や図２のような配置が基
本であるが、特にこれに限定されない。
具体的な設置は、例えば、図１や図２のような配置が基
本であるが、特にこれに限定されない。
【００３５】また、他の構造部についても、例えば、図
１や図２のような配置が基本であるが、特にこれに限定
されない。
１や図２のような配置が基本であるが、特にこれに限定
されない。
【００３６】例えば、図１の様に、圧縮空気が圧縮空気
を導入する入口から、膜モジュール部中の管状膜の内部
に導入され、圧力勾配を与える背圧弁により、差圧を生
じさせ、その圧力差を駆動力にして、透過ガスと未透過
ガスを分離し、それぞれ、二酸化炭素を富化した空気を
導出する出口及び未透過ガスを外部に排出するための出
口（排気口又は排気管）に送る。
を導入する入口から、膜モジュール部中の管状膜の内部
に導入され、圧力勾配を与える背圧弁により、差圧を生
じさせ、その圧力差を駆動力にして、透過ガスと未透過
ガスを分離し、それぞれ、二酸化炭素を富化した空気を
導出する出口及び未透過ガスを外部に排出するための出
口（排気口又は排気管）に送る。
【００３７】また、図２に記載のごとく、シリンダー状
のセル中に管状膜をセットした装置が例示できる。具体
的には、圧縮空気を、圧縮空気を導入する入口から膜モ
ジュール部中の管状膜の外側に導入して、外側から内側
に透過させることによって、透過ガスと未透過ガスを分
離し、それぞれ、二酸化炭素を富化した空気を導出する
出口及び未透過ガスを外部に排出するための出口（排気
口又は排気管）に送ってもよい。
のセル中に管状膜をセットした装置が例示できる。具体
的には、圧縮空気を、圧縮空気を導入する入口から膜モ
ジュール部中の管状膜の外側に導入して、外側から内側
に透過させることによって、透過ガスと未透過ガスを分
離し、それぞれ、二酸化炭素を富化した空気を導出する
出口及び未透過ガスを外部に排出するための出口（排気
口又は排気管）に送ってもよい。
【００３８】（３）外部から区画された植物育成施設空
間 該空間としては、公知の施設が利用でき、完全に区切ら
れた空間でなくても可能である。例えば、ビニールハウ
ス、植物工場等が利用できるが、ビニールハウス程度の
区切られた空間が適当である。
間 該空間としては、公知の施設が利用でき、完全に区切ら
れた空間でなくても可能である。例えば、ビニールハウ
ス、植物工場等が利用できるが、ビニールハウス程度の
区切られた空間が適当である。
【００３９】該空間内においては、植物が栽培される施
設を有する。該施設としても、通常の施設が利用でき
る。
設を有する。該施設としても、通常の施設が利用でき
る。
【００４０】本発明において、施肥される植物として
は、特に限定されないが、例えば、光合成を行う植物で
あればよい。また、植物は、水耕でも通常の土壌栽培の
状態で育成されていてもよい。
は、特に限定されないが、例えば、光合成を行う植物で
あればよい。また、植物は、水耕でも通常の土壌栽培の
状態で育成されていてもよい。
【００４１】二酸化炭素を富化した空気の植物への供給
方法（手段） 二酸化炭素を富化した空気の植物への供給方法（手段）
としては、育成施設空間中の植物に、二酸化炭素濃縮装
置によって得られる二酸化炭素を富化した空気を供給す
る方法であれば特に限定されない。好ましくは、植物の
光合成を行う葉の近傍に該空気を導入できる方法がよ
い。
方法（手段） 二酸化炭素を富化した空気の植物への供給方法（手段）
としては、育成施設空間中の植物に、二酸化炭素濃縮装
置によって得られる二酸化炭素を富化した空気を供給す
る方法であれば特に限定されない。好ましくは、植物の
光合成を行う葉の近傍に該空気を導入できる方法がよ
い。
【００４２】例えば、二酸化炭素濃縮装置から二酸化炭
素供給管が植物の近傍まで配置されるのが好ましい。例
えば、図４に示すごとく、該配管に供給孔をあけること
で、植物に高濃度の二酸化炭素を供給することができ
る。
素供給管が植物の近傍まで配置されるのが好ましい。例
えば、図４に示すごとく、該配管に供給孔をあけること
で、植物に高濃度の二酸化炭素を供給することができ
る。
【００４３】また、該施設には、二酸化炭素濃度の濃度
を検知する装置を、及び施設内又は外に、空間内の二酸
化炭素濃度を制御する装置を備えてもよい。
を検知する装置を、及び施設内又は外に、空間内の二酸
化炭素濃度を制御する装置を備えてもよい。
【００４４】該装置を備えることによって、植物の品
種、育成時期、育成状態等に応じて、施設空間内の二酸
化炭素濃度を制御することで最適化でき、植物の成長の
促進が可能となる。
種、育成時期、育成状態等に応じて、施設空間内の二酸
化炭素濃度を制御することで最適化でき、植物の成長の
促進が可能となる。
【００４５】具体的には、空間内の二酸化炭素の濃度を
センサによって検知し、空間内の二酸化炭素濃度が高く
なりすぎた場合には、制御装置によって、コンプレッサ
ーを停止させたり、又は空調装置を稼働させてもよい。
また、濃度が低くなった場合には、制御装置によってコ
ンプレッサーを稼働させて、空間内に二酸化炭素を導入
させることができる。
センサによって検知し、空間内の二酸化炭素濃度が高く
なりすぎた場合には、制御装置によって、コンプレッサ
ーを停止させたり、又は空調装置を稼働させてもよい。
また、濃度が低くなった場合には、制御装置によってコ
ンプレッサーを稼働させて、空間内に二酸化炭素を導入
させることができる。
【００４６】本発明のシステムの稼働時間としては、通
常、一日の内８〜１２時間程度行う。また、施設内の温
度は、その植物に適した温度に制御すればよい。これら
条件は、従来施設内で行われている条件でよい。
常、一日の内８〜１２時間程度行う。また、施設内の温
度は、その植物に適した温度に制御すればよい。これら
条件は、従来施設内で行われている条件でよい。
【００４７】本発明のシステムを図３に概略する。
【００４８】
【発明の効果】本発明の方法及びシステムによれば、高
濃度の二酸化炭素をその場で必要量調製して植物に供給
できるため、従来のように二酸化炭素ボンベを用いる場
合に比して安全性が高い。また、コンプレッサーなどの
空気供給系の動力に太陽電池などを用いることによっ
て、メンテナンスフリーとなる。 更に、本発明によれ
ば、ボンベを使用する際に必要である、二酸化炭素濃度
を調節する装置も必要ない。
濃度の二酸化炭素をその場で必要量調製して植物に供給
できるため、従来のように二酸化炭素ボンベを用いる場
合に比して安全性が高い。また、コンプレッサーなどの
空気供給系の動力に太陽電池などを用いることによっ
て、メンテナンスフリーとなる。 更に、本発明によれ
ば、ボンベを使用する際に必要である、二酸化炭素濃度
を調節する装置も必要ない。
【００４９】
【実施例】実施例１ 図３に示すごとく、外部から区画された植物育成施設空
間（0.7ｍ3）を作製し、該施設内にはコカブを植え、施
設外に、空気を圧縮する装置としてエアーコンプレッサ
ー及び図２に示すような二酸化炭素濃縮装置を設置し、
図３に示すようなシステムを作製した。コカブには、図
４に示すごとく、二酸化炭素濃縮装置からの配管を植物
の近傍に配置し、該配管に供給孔をあけることで、植物
の近傍から濃縮された二酸化炭素を供給した。
間（0.7ｍ3）を作製し、該施設内にはコカブを植え、施
設外に、空気を圧縮する装置としてエアーコンプレッサ
ー及び図２に示すような二酸化炭素濃縮装置を設置し、
図３に示すようなシステムを作製した。コカブには、図
４に示すごとく、二酸化炭素濃縮装置からの配管を植物
の近傍に配置し、該配管に供給孔をあけることで、植物
の近傍から濃縮された二酸化炭素を供給した。
【００５０】二酸化炭素濃縮装置中の膜モジュール部は
以下のようにして作製した。即ち、特開平７−２１３８
７７号公報に記載の方法に従い、高い二酸化炭素分離性
能を有するシリカキセロゲル膜を、アルミナ管状膜（外
径10mm、内径7mm、長さ500mm）上にディップコーティン
グ法によってコーティングした。該管を、膜モジュール
部に１００本充填し（総膜面積：1.6ｍ2）し、二酸化炭
素濃縮装置を作製した。得られた膜の窒素に対する二酸
化炭素の分離比（ＣＯ2／Ｎ2）は、100であった。
以下のようにして作製した。即ち、特開平７−２１３８
７７号公報に記載の方法に従い、高い二酸化炭素分離性
能を有するシリカキセロゲル膜を、アルミナ管状膜（外
径10mm、内径7mm、長さ500mm）上にディップコーティン
グ法によってコーティングした。該管を、膜モジュール
部に１００本充填し（総膜面積：1.6ｍ2）し、二酸化炭
素濃縮装置を作製した。得られた膜の窒素に対する二酸
化炭素の分離比（ＣＯ2／Ｎ2）は、100であった。
【００５１】エアーコンプレッサーで５気圧程度に昇圧
した空気を５０リットル／分の割合で、二酸化炭素濃縮
装置に導入し、このシステムを稼働させた。
した空気を５０リットル／分の割合で、二酸化炭素濃縮
装置に導入し、このシステムを稼働させた。
【００５２】その結果、この膜モジュールを透過してき
た空気は、二酸化炭素濃度1500ppmと二酸化炭素富化で
あり、通常の空気中に含まれる二酸化炭素濃度に比し
て、約５倍の濃度であった。また、その流量は１リット
ル／分であった。１日あたり８時間導入し、３０日間育
成した。
た空気は、二酸化炭素濃度1500ppmと二酸化炭素富化で
あり、通常の空気中に含まれる二酸化炭素濃度に比し
て、約５倍の濃度であった。また、その流量は１リット
ル／分であった。１日あたり８時間導入し、３０日間育
成した。
【００５３】このシステムにより、従来行われている二
酸化炭素ボンベを用いた方法と同様に、コカブにおい
て、根部の重量が、二酸化炭素施肥を行わない場合に比
して、５倍以上の植物育成の促進効果があった。
酸化炭素ボンベを用いた方法と同様に、コカブにおい
て、根部の重量が、二酸化炭素施肥を行わない場合に比
して、５倍以上の植物育成の促進効果があった。
【００５４】実施例２ 膜モジュール部として、高い二酸化炭素分離性能を有す
る平膜状のポリジメチルシロキサン膜（膜厚100μm、膜
面積3.0m2）を作製し（膜の窒素に対する二酸化炭素の
分離比（ＣＯ2／Ｎ2）は、6）、これをシート状に成形
して用いる以外は実施例１と同様に行った。
る平膜状のポリジメチルシロキサン膜（膜厚100μm、膜
面積3.0m2）を作製し（膜の窒素に対する二酸化炭素の
分離比（ＣＯ2／Ｎ2）は、6）、これをシート状に成形
して用いる以外は実施例１と同様に行った。
【００５５】エアーコンプレッサーで５気圧程度に昇圧
した空気を５０リットル／分の割合で、二酸化炭素濃縮
装置に導入し、このシステムを稼働させた。
した空気を５０リットル／分の割合で、二酸化炭素濃縮
装置に導入し、このシステムを稼働させた。
【００５６】その結果、この膜モジュールを透過してき
た空気は、二酸化炭素濃度1000ppmと二酸化炭素富化で
あり、通常の空気中に含まれる二酸化炭素濃度に比し
て、約３倍の濃度であった。また、その流量は１リット
ル／分であった。１日あたり８時間導入し、３０日間育
成した。
た空気は、二酸化炭素濃度1000ppmと二酸化炭素富化で
あり、通常の空気中に含まれる二酸化炭素濃度に比し
て、約３倍の濃度であった。また、その流量は１リット
ル／分であった。１日あたり８時間導入し、３０日間育
成した。
【００５７】このシステムにより、従来行われている二
酸化炭素ボンベを用いた方法と同様に、コカブにおい
て、根部の重量が二酸化炭素施肥を行わない場合に比し
て、３倍以上と植物育成の促進効果があった。
酸化炭素ボンベを用いた方法と同様に、コカブにおい
て、根部の重量が二酸化炭素施肥を行わない場合に比し
て、３倍以上と植物育成の促進効果があった。
【図１】 本発明の二酸化炭素濃縮装置の一例を示す。
【図２】 本発明の二酸化炭素濃縮装置の一例を示す。
【図３】 本発明の植物育成システムを示す。
【図４】 二酸化炭素を富化した空気を植物に供給する
手段を示す。
手段を示す。
１ 膜モジュール部 ２ 圧縮空気を導入する入口 ３ 未透過ガスを外部に排出するための出口 ４ 膜を通過した二酸化炭素を富化した空気を導出する
出口 ５ 背圧弁
出口 ５ 背圧弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 599132133 矢澤 哲夫 大阪府豊能郡豊能町新光風台４丁目１番３ 号 (74)上記３名の代理人 100065215 弁理士 三枝 英二 (72)発明者 蔵岡 孝治 大阪府池田市緑丘１丁目８番31号 工業技 術院大阪工業技術研究所内 (72)発明者 矢澤 哲夫 大阪府池田市緑丘１丁目８番31号 工業技 術院大阪工業技術研究所内 (72)発明者 六代 稔 東京都新宿区東五軒町３番25号 日本ヘル ス工業株式会社内 (72)発明者 久保 典亮 東京都新宿区東五軒町３番25号 日本ヘル ス工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2B022 DA12 DA15 4D006 GA41 HA21 KE13Q KE13R MA02 MA31 MA33 MB04 MC01 MC03X MC09 MC18 MC22 MC27 MC58 MC62 PA02 PB17 PB64 PC80
Claims (9)
- 【請求項１】 二酸化炭素を富化した空気を植物に供給
する方法であって、空気を二酸化炭素を選択分離するこ
とができる膜を透過させて、二酸化炭素を富化した空気
を調製することを特徴とする供給方法。 - 【請求項２】 二酸化炭素を選択分離することができる
膜が、有機膜又は無機膜である請求項１に記載の供給方
法。 - 【請求項３】 二酸化炭素を選択分離することができる
膜の窒素に対する二酸化炭素の分離比（ＣＯ2／Ｎ2）
が、５以上である請求項１又は２に記載の供給方法。 - 【請求項４】 二酸化炭素を選択分離することができる
膜が、空気中の二酸化炭素濃度を500〜3000 ppmにまで
濃縮できるものである請求項１〜３のいずれかに記載の
供給方法。 - 【請求項５】 植物が育成される、外部から区画された
植物育成施設空間を備えた植物育成システムにおいて、
二酸化炭素を選択分離することができる膜を備えた二酸
化炭素濃縮装置、圧縮した空気を二酸化炭素濃縮装置に
供給する装置、及び二酸化炭素濃縮装置から二酸化炭素
を富化した空気を植物育成施設空間内の植物に供給する
手段を有するシステム。 - 【請求項６】 二酸化炭素を選択分離することができる
膜が、有機膜又は無機膜である請求項５に記載のシステ
ム。 - 【請求項７】 二酸化炭素を選択分離することができる
膜の窒素に対する二酸化炭素の分離比（ＣＯ2／Ｎ2）
が、５以上である請求項５又は６に記載のシステム。 - 【請求項８】 二酸化炭素を選択分離することができる
膜が、空気中の二酸化炭素濃度を500〜3000 ppmにまで
濃縮できるものである請求項５〜７のいずれかに記載の
システム。 - 【請求項９】 二酸化炭素濃縮装置が、 ・二酸化炭素を選択分離することができる膜を含む膜モ
ジュール部、 ・圧縮空気を導入する入口、 ・上記膜を透過しなかった空気（未透過ガス）を外部に
排出するための出口、 ・上記膜を通過した二酸化炭素を富化した空気を導出す
る出口、及び ・圧力勾配を与えるための背圧弁又は圧力調節器を備え
ている請求項５に記載のシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000154250A JP2001333639A (ja) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | 高二酸化炭素選択分離膜を用いた植物への二酸化炭素施肥 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000154250A JP2001333639A (ja) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | 高二酸化炭素選択分離膜を用いた植物への二酸化炭素施肥 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001333639A true JP2001333639A (ja) | 2001-12-04 |
Family
ID=18659378
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000154250A Pending JP2001333639A (ja) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | 高二酸化炭素選択分離膜を用いた植物への二酸化炭素施肥 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001333639A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2000
- 2000-05-25 JP JP2000154250A patent/JP2001333639A/ja active Pending
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