JP2002058367A - 植物工場 - Google Patents

植物工場

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JP2002058367A
JP2002058367A JP2000247404A JP2000247404A JP2002058367A JP 2002058367 A JP2002058367 A JP 2002058367A JP 2000247404 A JP2000247404 A JP 2000247404A JP 2000247404 A JP2000247404 A JP 2000247404A JP 2002058367 A JP2002058367 A JP 2002058367A
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cultivation
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vegetables
floor
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Hisayuki Takigawa
久幸 瀧川
Kazutaka Miyatake
和孝 宮武
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 野菜類の栽培と食用藻類の増殖とを組み合わ
すことによって、野菜類の養液栽培に使用した培養液を
増殖液として使用して廃液を0にすると共に、生産量を
倍増して利益率を向上し、さらに施設・光源によって増
加した二酸化炭素を消費・削減することを課題とする。 【解決手段】 1階の人工光源による完全制御型の栽培
室Aには野菜類や花卉類を養液栽培する栽培槽、2階の
太陽光利用型の栽培室Bには食用藻類を養液栽培する栽
培水槽が夫々配設され、栽培槽の培養液を増殖水槽に送
るように、栽培室A,Bの両槽が管路で接続され、かつ
管路の一部に養液殺菌・分析・調整機能を備えた送液手
段が設けられて成る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、健康食品や家畜飼
料になるクロレラやユーグレナのような微細藻類(以
下、食用藻類ということもある)と、野菜類や花卉類
(以下、野菜類ということもある)とを同時に栽培可能
になした植物工場に関する。
【0002】
【従来の技術】最近、消費者の健康志向に伴い、無農薬
で高品質の野菜を自然環境に左右されずに大量生産でき
る植物工場が注目されている。植物工場には、太陽光利
用型と人工光源による完全制御型とこれらの併用型とが
あり、いずれも土を利用しない養液栽培である。養液栽
培は、肥料成分(窒素,リン,カリ等)を水に溶かして
培養液として作物に与えるものであり、水耕や噴霧耕等
のように固形培地を使用しないで培養液だけで栽培する
方式と、ロックウール、ピートモス、ウレタンフォーム
等の無機質又は有機質の天然あるいは合成固形物を人工
培地として用いる方式とがある。
【0003】しかし、従来の植物工場では、いずれの方
式であっても大量の使用済培養液を廃液としてそのまま
工場外に排出しているため、廃液による河川や地下水の
汚染という問題がある。また、完全制御型と併用型の植
物工場では、いずれも大量の電力エネルギーを消費する
ため、多額の維持費を要し、利益率が悪いばかりか、地
球温暖化の原因の一つである二酸化炭素を発生するとい
う問題がある。
【0004】ところで、二酸化炭素の固定化について
は、種々の方法が研究されており、中でも、葉緑体をも
つ光合成生物である藻類や細菌類を利用して、二酸化炭
素を有機炭素に変換・固定化する生物学的固定法が注目
されている。また、家畜飼料が世界の穀類消費量の約3
8%を占めることから、人口爆発に伴う世界の食糧問題
に対処するため、藻類を家畜飼料の代替品として利用す
る研究もなされている。そして、これらの研究の結果、
高等植物が生育不可能な二酸化炭素10%雰囲気下でも
生育できるユーグレナの生産は、環境問題と食料問題と
を解決する有効な方法であると期待されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、野
菜類の栽培と食用藻類の増殖とを組み合わすことによっ
て、野菜類の養液栽培に使用した培養液を食用藻類の増
殖液として使用して廃液を0にすると共に、生産量を倍
増して、利益率を向上し、さらに施設・光源により増加
した二酸化炭素を消費・削減することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】第一の発明である植物工
場は、1階の人工光源による完全制御型の栽培室Aには
野菜類や花卉類を養液栽培する栽培槽、2階の太陽光利
用型の栽培室Bには食用藻類を養液栽培する増殖水槽が
夫々配設され、栽培槽の培養液を増殖水槽に送るよう
に、栽培室A、Bの両槽が管路で接続され、かつ管路の
一部に養液殺菌・分析・調整機能を備えた送液手段が設
けられたことを特徴とする。
【0007】この手段によれば、1つの工場で野菜類と
食用藻類とを同時に生産できるから、生産量が倍増さ
れ、利益率が向上される。また野菜類の生産に使用した
栽培槽の培養液で以て食用藻類が生産されるから、栽培
槽からの廃液が0となる。
【0008】第二の発明である植物工場は、第一の発明
において、栽培槽の培養液を増殖水槽を経て栽培槽に循
環するように、栽培室A、Bの両槽が2系統の管路で接
続され、かつ各管路の一部に養液殺菌・分析・調整機能
を備えた送液手段が設けられ、さらに栽培室B−A系統
間の管路又は送液手段に食用藻類の分離手段が設けられ
て成る。
【0009】この手段によれば、野菜類の生産に使用し
た栽培槽の培養液が栽培槽−栽培水槽−栽培槽−栽培水
槽と繰り返して循環して使用されるから、植物工場から
の廃液の排出が解消される。また、食用藻類が増殖液か
ら濾過分離されて、清浄液のみを栽培室Aに供給される
か又は工場外に排出されるから、環境のビオトープ化か
可能になる。
【0010】本発明の植物工場において、1階の空気調
和装置には温度調節された空気を酸素と二酸化炭素に分
離する空気分離膜を設け、分離した酸素を栽培室Aの栽
培槽内に、分離した二酸化炭素を栽培室Bの増殖水槽内
に夫々送り込むようにするのが好ましい。
【0011】このようにすると、栽培水槽に送り込まれ
た酸素によって、栽培槽の培養液の温度を一定に維持さ
れると共に、植物の根が活性され、野菜類の良好な成育
環境が維持される。また、増殖水槽に送り込まれた二酸
化炭素によって、増殖水槽の増殖液が加温されると共
に、食用藻類の光合成が促進される。さらに施設の建設
及び光源の電力使用により発生させた二酸化炭素を植物
の栽培により消費・削減することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照にして説明する。
【0013】図1において、Fは植物工場であって、1
階が人工光源で野菜類又は花卉類を生産できるように完
全密閉してコンピュータ制御により自動化した栽培室A
で、2階が太陽光を利用してクロレラ、ユーグレナ等の
食用藻類を生産可能になした栽培室Bである。
【0014】栽培室Aは、床面に栽培槽1を設け、天井
面に人工光源としての複数の照明ランプ2を配設して成
る。また、栽培室Bは、床面に増殖水槽3を設け、屋根
にはガラス板4を取り付けて、太陽光を採り入れ可能に
して成る。
【0015】栽培槽1と増殖水槽3間には、第1系統管
路P1と第2系統管路P2を夫々配設し、栽培室A外
で、第1系統管路P1の一部には、養液殺菌・分析・調
整機能を備えた送液手段として養液殺菌・投入装置5を
設け、また第2系統管路P2の一部には、養液殺菌・分
析・調整機能と食用藻類分離機能を備えた送液手段とし
て養液殺菌・投入装置6を設けて養液循環系を構成す
る。よって、コンピュータ制御によって一定時間毎に一
定量の培養液を養液殺菌・投入装置5で以て栽培槽1か
ら増殖水槽3に循環して使用するように成すと共に、ま
た増殖液を増殖水槽3から栽培槽1に循環して、養液殺
菌・投入装置6で以て食用藻類の増殖液から食用藻類を
濾過分離して清浄液を栽培槽1に循環可能にして成る。
なお、この場合、清浄液の一部又は全部は、工場外に排
出するようになすこともある。
【0016】さらに、1階に設けた空気調和装置7は、
増殖水槽3と殺菌・養液投入装置6に夫々配管接続し
て、空気調和装置7に内蔵した空気分離膜で以て、一定
温度(15〜20℃)に調節された空気から酸素O2
二酸化炭素CO2 を分離して、酸素O2 を栽培槽1の培
養液中に、二酸化炭素CO2 を栽培水槽3の増殖液中に
夫々投入可能にすると共に、両槽の培養液と増殖液の温
度を所定温度に維持整可能にして成る。
【0017】この場合において、地下水や地熱を利用可
能な場所に植物工場を設置するときには、1年を通して
15〜20℃に水温の安定する地下水を利用し、熱交換
装置で外気温度を15〜20℃に調整された空気を濾過
膜で分離して酸素を培養液に吹き込むことにより植物工
場内の環境制御の省力化を図ることができる。
【0018】また、栽培水槽1内には、図示省略した
が、ウレタン、ロックウール、ピートモス等から成るポ
ットを人工培地として配設すると、そのまま出荷販売も
可能となり、調理や利用するときまで鮮度を長期間維持
することができる。
【0019】本発明の植物工場によるときは、サラダ
ナ、リーフレタス、ほうれん草、春菊、レモンバーム、
ブッシュバジル等の生鮮野菜やミニバラ、キンギョソ
ウ、セキチク等の花卉と同時に健康食品や家畜飼料にな
る食用微細藻類(クロレラ、ユーグレナ等)を生産する
ことができる。
【0020】
【発明の効果】本発明によるときは、酸素を必要とする
野菜類や花卉類の栽培と二酸化炭素を必要とする食用藻
類(特にユーグレナ)の栽培とを同一工場で同時に生産
することができ、生産量を倍増して利益率を向上するこ
とができる。また、野菜類の養液栽培に使用した培養液
を食用藻類の増殖液として使用したり、循環して使用す
ることができ、廃液を0にして環境問題の発生を防止す
ることができる。さらに、施設建設・光源による電力消
費により増加した二酸化炭素を消費・削減することがで
き、地球温暖化の問題解消に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の植物工場の一実施の形態を示す模式的
説明図である。
【符号の説明】
F・・・植物工場 A・・・野菜類や花卉類の栽培室 B・・・食用藻類の栽培室 P1・・第1系統管路 P2・・第2系統管路 1・・・栽培槽 2・・・人工光源 3・・・栽培水槽 4・・・ガラス板 5,6・・・養液殺菌・投入装置 7・・・空気調和装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1階の人工光源による完全制御型の栽培
    室Aには野菜類や花卉類を養液栽培する栽培槽、2階の
    太陽光利用型の栽培室Bには食用藻類を養液栽培する増
    殖水槽が夫々配設され、栽培槽の培養液を増殖水槽に送
    るように、栽培室A、Bの両槽が管路で接続され、かつ
    管路の一部に養液殺菌・分析・調整機能を備えた送液手
    段が設けられたことを特徴とする植物工場。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の植物工場において、栽
    培槽の培養液を増殖水槽を経て栽培槽に循環するよう
    に、栽培室A、Bの両槽が2系統の管路で接続され、か
    つ各管路の一部に養液殺菌・分析・調整機能を備えた送
    液手段が設けられ、さらに栽培室B−A系統間の管路又
    は送液手段に食用藻類の分離手段が設けられた植物工
    場。
  3. 【請求項3】 1階の空気調和装置には温度調節された
    空気を酸素と二酸化炭素に分離する空気分離膜が設けら
    れ、分離した酸素を栽培室Aの栽培槽内に、分離した二
    酸化炭素を栽培室Bの増殖水槽内に夫々送り込むように
    した請求項1又は2に記載の植物工場。
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