JP2023091836A - Production system and production method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、人工的に創設した環境下で水生生物や植物を生産する生産システムおよび生産方法に関する。 The present invention relates to a production system and production method for producing aquatic organisms and plants in an artificially created environment.
従来、植物を生産する装置として、培養液に浸した毛細管吸水布とによって有機土壌の状態を再現し、植物を栽培する水耕栽培装置が提案されている(特許文献1参照)。特許文献1記載の水耕栽培装置は、箱形のボックス内に培養液を貯留し、培養液に浸した毛細管吸水布の上に植物の根を接触させて植物に養分を吸収させる構造となっている。
BACKGROUND ART Conventionally, as a device for producing plants, a hydroponic cultivation device for cultivating plants by reproducing the state of organic soil with a capillary water-absorbing cloth soaked in a culture solution has been proposed (see Patent Document 1). The hydroponic cultivation apparatus described in
しかしながら、特許文献1記載の水耕栽培装置では、培養液を大量に用意しなければならず、製造コストの増大を招くという問題がある。また、特許文献1記載の水耕栽培装置では、培養液を継続的に用意する必要もあり、水耕栽培の実施の持続可能性の観点でも問題がある。このため、できるだけ安価に実施でき、かつ、持続可能性が高い水耕栽培システムの実現が望まれていた。
However, the hydroponic cultivation apparatus described in
この発明は、上述の問題に鑑みて、安価に実施でき、かつ、持続可能性が高い生産システムおよび生産方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a production system and production method that can be carried out at low cost and is highly sustainable.
この発明は、水生動物を養殖する養殖部と、植物を栽培する水耕栽培部とを有する生産システムであって、前記養殖部は、水生動物を養殖するための飼育水を貯水した貯水部と、前記貯水部に貯水された前記飼育水を濾過し、前記飼育水に含まれる有機物を吸着する濾過マットを有する濾過装置を備え、前記水耕栽培部は、植物を栽培するための培養水を貯水した栽培槽と、前記栽培槽の内部において前記培養水に浸漬されるように設置される有機物付与マットを備え、前記濾過マットは、前記濾過装置において交換可能に設けられ、前記有機物付与マットは、前記栽培槽において交換可能に設けられ、前記養殖部で使用した前記濾過マットが、前記有機物付与マットとして前記栽培槽に設置される生産システム、および生産方法であることを特徴とする。 The present invention is a production system comprising an aquaculture section for cultivating aquatic animals and a hydroponics section for cultivating plants, wherein the aquaculture section includes a water storage section storing breeding water for cultivating the aquatic animals. a filtering device having a filter mat for filtering the breeding water stored in the water storage section and adsorbing organic matter contained in the breeding water, wherein the hydroponics section supplies culture water for cultivating plants; A cultivation tank containing water, and an organic matter application mat installed so as to be immersed in the culture water inside the cultivation tank, wherein the filtration mat is replaceable in the filtration device, and the organic matter application mat is 1. A production system and a production method, wherein the filter mat is replaceably provided in the cultivation tank and used in the aquaculture section is installed in the cultivation tank as the organic matter imparting mat.
この発明により、安価に実施でき、かつ、持続可能性が高い生産システムおよび生産方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a production system and production method that can be implemented at low cost and is highly sustainable.
以下、この発明の一実施形態を図面と共に説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、水生動物を養殖する養殖システム1の構成図である。図2は、貯水部3と濾過装置5の構成を説明する説明図である。図1および図2に示すように、養殖システム1は、飼育水を貯水部3に供給する給水装置2と、飼育水を貯留した貯水部3と、貯水部3からの排水を処理する排水装置4と、貯水部3に貯留された飼育水を物理濾過するための濾過装置5とを有する。
FIG. 1 is a configuration diagram of a
養殖システム1は、陸上に人工的に創設した環境下で養殖を行う陸上養殖方式のシステムである。具体的には、養殖システム1は、水生動物を養殖するための水(飼育水)を貯留した貯水部3において水生動物を養殖する。
The
また、この養殖システム1は、屋内に設置されている。これにより、貯水部3に雨水等が入り込まないようにしている。これにより、天候の変化に左右されることなく、安定して水生動物の養殖を行うことができる。また、この養殖システム1は、他の生物の侵入を防止することができるなど、外部との接触が少ないため、病気の発生を抑制することができる。さらに、この養殖システム1の設置されている屋内は、空調設備を備えている。これにより、温度管理をして水生動物の成長に適切な温度(環境)を維持できるようにしている。
Moreover, this
このような養殖システム1で養殖することができる水性生物としては、たとえば、ウナギ、サケ、マス、トラフグ等の魚類やエビ(クルマエビ、バナメイエビ)等の甲殻類等がある。なお、この養殖システム1で養殖する水性生物は、陸上養殖方式で飼育水を用いて養殖可能な生物であれば特に限定されない。
Examples of aquatic organisms that can be cultivated in the
なお、陸上養殖方式の養殖システムとしては、天然環境から水を継続的に引き込み飼育水として使用するかけ流し式、飼育水を水浄化装置で浄化しながら循環利用する循環式等があるが、いずれの形式であっても、飼育水の水質悪化を防止するために飼育水中のごみ(残餌、水性生物の糞等の有機物)を除去するための物理濾過を行う必要がある。 The land-based aquaculture system includes a free-flowing system in which water is continuously drawn from the natural environment and used as breeding water, and a circulation system in which the breeding water is purified by a water purifier and recycled. , it is necessary to perform physical filtration to remove garbage (organic matter such as leftover food and droppings of aquatic organisms) in the breeding water in order to prevent the quality of the breeding water from deteriorating.
図2に示すように、貯水部3は、適宜の量の飼育水W(例えば0.8トン~4.0トンの水)を貯水できる大きさに形成されている。貯水部3は、たとえば、内部中空で上面を解放した容器で形成された養殖槽として構成することができる。また、貯水部3は、天然の地形を利用するか、あるいは地面に窪み(凹部)を設けることによって形成された養殖池として構成することもできる。本実施形態では、貯水部3は、内部中空で上面を解放したFRP(Fiber Reinforced Plastics)製の直方体の容器で構成されている。
As shown in FIG. 2, the
また、給水装置2と貯水部3は、給水パイプ2aで接続されている。給水装置2は、天然環境(海、河川、漁業用水または地下水等)から得た新しい水を給水パイプ2aから貯水部3に供給する。給水装置2は、必要に応じて水を飼育水Wに適した状態に適宜処理する処理部や給水ポンプ等を有する。
The
また、排水装置4と貯水部3は、排水パイプ4aで接続されている。排水装置4は、必要に応じて排水された飼育水Wを処理する処理部や排水ポンプ等を有する。また、貯水部3に貯水されている飼育水Wが一定量以上になった場合に飼育水Wが貯水部3からオーバーフローするようにしておき、排水装置4は、貯水部3からオーバーフローした飼育水Wを排水するようにしてもよい。
Moreover, the
なお、給水装置2と排水装置4とを接続し、飼育水Wを循環利用するようにしてもよい。この場合、給水装置2と排水装置4との間に、物理濾過、生物濾過または吸着濾過等を行い、飼育水Wを浄化する浄化装置を設けてもよい。
Incidentally, the
図3は濾過装置5の構成を説明する説明図である。図4は濾過マット53の構成を説明する平面図である。図2および図3に示すように、濾過装置5は、本体51と、浮体52と、濾過マット53と、エアー供給部54とを有する。
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the configuration of the
本体51は、通水可能に筒状に形成されている。本実施形態では、本体51は、断面円形状の円筒状に形成されているが、これに限らず四角筒や六角筒等の適宜の筒状に形成されてもよい。また、本体51は、外周に孔等が形成されておらず、一方端部から他方端部まで外周を隙間なく覆っている。また、本体51は、一方端部(下端部)51aが水中に位置し、他方端部(上端部)51bが水面よりもわずかに上方(水面近傍に)に位置するように配置されている。すなわち、他方端部51bを除く本体51の大部分は飼育水Wの中(水中)に位置し、本体51は、飼育水Wに浮いている状態となっているなお、本体51は、一方端部51aと他方端部51bの上下関係が逆転しない程度であれば本体51の軸線が傾いた姿勢であってもよいが、飼育水W内において、本体51の軸線がほぼ鉛直方向となるような姿勢となることが望ましい。
The
本体51は、水と同等か水よりも比重が大きい(少なくとも比重が0.9以上の)材料(金属材料、樹脂材料等)によって形成されている。本実施例では、本体51は、塩化ビニルまたはポリ塩化ビニルによって形成されている。
The
また、本体51の一方端部51aの内径(直径)D1は、本体51の他方端部51bの内径(直径)D2よりも大きい。すなわち、本体51の一方端部51a側の開口面積は、本体51の他方端部51b側の開口面積よりも大きい。たとえば、一方端部51aの内径D1は、80mm~100mmであり、他方端部51bの内径D2は、50mm~70mmである。また、内径D1は、内径D2に対して1.2~1.8倍の大きさである。本実施形態では、内径D1は、89.5mmであり、内径D2は、60.5mmである。
An inner diameter (diameter) D1 of one
さらに、本体51は、一方端部51aから断面一定で延びる広大部51eと、他方端部51bから断面一定で延びる狭小部51fと、広大部51eおよび狭小部51fを接続し、かつ、一方端部51aから他方端部51bに向かうにつれて徐々に内径が小さくなる断面変化部51cを有する。断面変化部51cは、一方端部51aから他方端部51bに向かうにつれて徐々に内径が小さくなる縮径部ということもでき、本体51は、他方端部51bから一方端部51aに向かうにつれて徐々に内径が大きくなる拡径部ということもできる。断面変化部51cの内周面は、一方端部51aから他方端部51bに向かうにつれて徐々に内径が小さくなるテーパ面となっている。
Further, the
また、断面変化部51cは、本体51の長手方向(本体51の軸線方向)の中央よりも一方端部51a側に設けられている。すなわち、本体51の軸線方向における狭小部51fの長さは、本体51の軸線方向における広大部51eの長さよりも長い。
Further, the
図2ないし図4に示すように、浮体52および濾過マット53は、本体51の他方端部51bの近傍に取り付けられる。本実施形態では、浮体52は、平板状に形成されている。浮体52の外形形状(本体51の軸線方向から見た場合の形状)は、円形状であってもよいし、矩形状であってもよい。図4に示すように、本実施形態では、浮体52の外形形状は、平面視が正方形状となっている。また、浮体52の中央部には、本体51を通すための貫通孔52aが形成されており、この貫通孔52aの内径は、本体51の外径と略同じ大きさとなっている。このため、浮体52の貫通孔52aが本体51(他方端部51b)に嵌め込まれることによって固定されている。なお、浮体52は、固定部材を用いて本体51に固定されているか、あるいは接着等の方法で本体51に固定されてもよい。
As shown in FIGS. 2 to 4, the floating
浮体52は、木材や発泡樹脂材料等の水よりも比重が小さい材料(比重が1.0未満の材料)によって形成されている。たとえば、浮体52は、発泡ポリスチレンや発泡ポリエステルによって形成されている。浮体52は、本体51並びに本体51に取り付けられる濾過マット53を飼育水Wに浮かせることができる程度の浮力を有する構成になっている。これにより、本体51、浮体52および濾過マット53は、飼育水Wに浮いた状態となっており、少なくとも本体51の他方端部51bおよび浮体52の上面は、飼育水Wの水面よりも上方に位置する。
The floating
なお、浮体52は、内部に気体を封入した中空体であってもよい。この場合、浮体52は、本体51、浮体52および濾過マット53を飼育水Wに浮かせることができる構成であれば、水よりも比重が大きい材料で形成されていてもよい。
Note that the floating
図2ないし図4に示すように、濾過マット53は、浮体52よりも上方において本体51の他方端部51bに取り付けられる。この濾過マット53は、湾曲可能な柔軟性のある素材で形成され、本体51および浮体52に対して着脱可能(交換可能)に設けられている。すなわち、濾過マット53は、濾過装置5に対し着脱可能に設けられている。また、濾過マット53は、浮体52と同様に平板状に形成されており、厚さが1~3cmに形成されている。さらに、濾過マット53の中央部には、本体51を通すための貫通孔53aが形成されており、この貫通孔53aの内径は、本体51の外径と略同じ大きさとなっている。したがって、濾過マット53は、本体51の他方端部51bに対し隙間なく配置されている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
さらに、濾過マット53は、少なくとも浮体52の上面の全体を覆うように形成されている。すなわち、本体51(濾過マット53の貫通孔53a)から濾過マット53の側端部までの距離L1は、本体51(浮体52の貫通孔52a)から浮体52の側端部までの距離L2よりも長い。つまり、平面視において濾過マット53の外側の輪郭の全体が、浮体52の外側の輪郭よりも外側に位置するようになる。
Furthermore, the
また、図4に示すように、本体51(濾過マット53の貫通孔53a)から濾過マット53の側端部までの最短部分の距離(最短距離)L3は、本体51(他方端部51b)の内径(直径)D2の3倍以上の距離であり、好ましくは本体51(他方端部51b)の内径の4倍以上の距離であり、より好ましくは本体51(他方端部51b)の内径の5倍以上の距離である。
Further, as shown in FIG. 4, the shortest distance (shortest distance) L3 from the main body 51 (the through
さらに、濾過マット53と浮体52との間(上下方向)には他の部材が設けられるか、あるいは隙間があってもよいが、濾過マット53と浮体52とが隙間なく上下に重ねられていることが望ましい。また、濾過マット53は、濾過マット53の上面と他方端部51bの端面とがほぼ同じ高さとなるか、濾過マット53の上面が他方端部51bの端面よりも下方に位置するのが望ましい。
Further, another member may be provided between the
濾過マット53は、網目状に形成された繊維、不織布またはスポンジ等で構成され、通水性を有し、かつ、濾過マット53を飼育水Wが通過した際に残餌、水性生物の糞等のごみ(有機物)を吸着することができる吸着マットである。濾過マット53を構成する素材としては、コットン、ウールなどの天然繊維、樹脂系繊維(ポリウレタン、ポリエステル、ポリ塩化ビニリデン)、耐水紙または不織布等である。
The
エアー供給部54は、シリコンチューブまたはゴムチューブ等である通気チューブ54aを介して空気を連続的または断続的に外部に送り出すエアーポンプである。通気チューブ54aの一方端部はエアー供給部54の吐出口に接続され、通気チューブ54aの他方端部は本体51の一方端部51aに設けられた通気部(空気導入部)51dに接続されている。本実施形態では、エアー供給部54は、2つの吐出口を有しており、それぞれの吐出口に通気チューブ54aが接続されている。エアー供給部54の各吐出口における吐出量は、150~250L/minである。本実施形態のエアー供給部54の各吐出口における吐出量は、200L/minである。なお、エアー供給部54の吐出量は、本体51の内径D1または内径D2に応じて適宜設定することができる。また、本実施形態では、通気部51dは、本体51の側壁を貫通する貫通孔を有する通気管によって構成されている。また、通気部51dは、少なくとも断面変化部51cよりも一方端部51a側に配置される。
The
また、本実施形態では、通気部51dは、複数設けられている。複数の通気部51dは、本体51の長手方向における同じ位置の内周上に等間隔に(内周上に均等に)配置されている。本実施形態では、2つの通気部51dが本体51の軸線CLを挟んで対向する位置に設けられる(本体51の内周上に180°間隔で配置されている)。なお、通気部51dは、1つだけでもよいし、3つ以上設けられていてもよい。
Further, in this embodiment, a plurality of
エアー供給部54から供給された空気は、通気チューブ54aおよび通気部51dを経由して、本体51の内部に導入される。ここで、図3に示すように、通気部51d(一方端部51a)の先端部分は飼育水Wの水中に位置するため、本体51の内部に導入された空気は、気泡Bとなる。すなわち、エアー供給部54から供給された空気によって本体51の内部に気泡Bが発生する。エアー供給部54は、連続的または断続的に空気を供給するため、本体51の内部に多数の気泡Bが発生する。
The air supplied from the
この気泡Bは、浮力FPによって一方端部51aから他方端部51bに向かって(上方に向かって)移動する。このとき、多数の気泡Bが一方端部51aから他方端部51bに向かって移動することに伴って、本体51の内部において一方端部51aから他方端部51bに向かう水流が生じる。この水流によって一方端部51aから残餌、水性生物の糞等のごみMを含有する貯水部3の飼育水Wが吸い上げられる。一方端部51aから吸い上げられた飼育水Wは、本体51の内部を通って上方に向かい、他方端部51bから上方(水面よりも上方)に溢れ出る(噴出する)。すなわち、本実施形態では、本体51が内部に飼育水Wを通過させる通水体として機能する。このため、一方端部51aは、通水体の一方端部ということもでき、他方端部51bは、通水体の他方端部ということもできる。
The bubble B moves (upward) from the one
他方端部51bから溢れ出た飼育水Wは、濾過マット53を通過し、浮体52の上面を流れて貯水部3に戻る。ここで、飼育水Wが濾過マット53を通過する際に、飼育水Wに含有されるごみMが濾過マット53に吸着される。ごみM以外の飼育水Wは、浮体52の上面を流れて貯水部3に戻る。したがって、浮体52の上面を流れて貯水部3に戻る飼育水Wは、ごみが除去されて浄化された状態となっている。
The breeding water W overflowing from the
また、浮体52および濾過マット53は、他方端部51bから噴出した飼育水Wが濾過マット53の上面に到達する範囲(落水範囲)WAを全てカバーするように構成される。したがって、他方端部51bから溢れ出た飼育水Wは、濾過マット53の外周へ直接到達せずに必ず濾過マット53内を通過する。
In addition, the floating
以上の構成および方法により、大掛かりな設備を設けることなく簡単な構成で養殖池または養殖槽等の貯水部3に貯水された飼育水Wを効率よく濾過ないし浄化でき、飼育水Wの水質を良好な状態に保つことができる。
With the above configuration and method, the breeding water W stored in the
また、濾過装置5がエアー供給部54から供給される空気を本体51の内部に導入する通気部51dを有するので、簡単な構成で本体51の内部に気泡Bを発生させ、貯水部3に貯水された飼育水Wを濾過ないし浄化することができる。
In addition, since the
さらに、複数の通気部51dが本体51の内周上に等間隔に配置されているので、本体51の内部にバランスよく、かつ多数の気泡Bを発生させることができる。このため、本体51の内部に生じる水流に偏りを無くすことができ、かつ、水流の勢いを増大させることができるので、貯水部3の飼育水Wを効率よく吸い上げることができる。
Furthermore, since a plurality of
さらにまた、本体51の一方端部51aの内径D1が本体51の他方端部51bの内径D2よりも大きいので、本体51の内部に生じる水流の流速を高め、貯水部3の飼育水Wを効率よく吸い上げることができる。また、貯水部3の飼育水Wを吸い上げる入口となる本体51の一方端部51aの内径D1を大きくすることによって、本体51を流れる水流の流量を増大させることができ、飼育水Wを迅速に浄化することができる。
Furthermore, since the inner diameter D1 of the one
また、本体51は、一方端部51aから他方端部51bに向かうにつれて徐々に内径が小さくなる断面変化部51cを有するので、本体51の断面積変化による水流の圧力損失を低減することができ、本体51を流れる水流の流量を増大させることができる。特に、断面変化部51cがテーパ面であるので、水流の圧力損失を効果的に低減することができる。
In addition, since the
さらに、濾過マット53が、少なくとも浮体52の上面の全体を覆うように形成されるので、他方端部51bから噴出した飼育水Wをできるだけ広い面積で濾過マット53に通過させることができ、飼育水Wのごみ(有機物)を効率よく取り除くことができる。
Furthermore, since the
また、濾過マット53は、中央に形成された貫通孔53aに本体51の他方端部51bを挿通し、浮体52の上に被せられた状態である(接着などによる固定が行われていない)。このため、ある程度汚れが蓄積すれば濾過マット53を本体51から取り外して新しい濾過マット53に交換することを容易に実現できる。
The
さらにまた、養殖システム1の全体が屋内に設置され温度管理されていることにより、貯水部3に貯水された飼育水の温度を一定に保つことができ、エサの食いつきをよくして飼育に最適な環境で生成生物を育てることができる。また、天候、災害等の被害を受けづらく、台風・赤潮など季節的に起こる自然現象を回避できる。さらに、屋内のため、他生物によって捕食されることも無い。さらにまた、生育環境や栄養状態による個体差が少なく、見た目や味、肉質を安定させることができる。また、生育場所やエサの記録等、生育状況の記録を残しやすく、トレーサビリティを向上させることができる。
Furthermore, since the
他にも、濾過マット53は、養殖されている水性生物が排泄した糞や残餌等の有機物を吸着することができる。また、これらの有機物は、濾過マット53の中央の貫通孔53aに挿通された本体51の他方端部51b側の開口から飼育水および気泡と共にあふれ出て、濾過マット53上を中心から外側へ広がるように流れつつ吸着される。このため、濾過マット53の全面に有機物が広がって吸着される。
In addition, the
また、本発明の養殖システム1の濾過マット53は、養殖システム1だけでなく、水耕栽培システムにおいても利用(活用)することができる。図7は、生産システム100の構成図である。図8は、栽培部62の構成を説明する説明図である。
Moreover, the
図7に示すように、生産システム100は、養殖システム1と、水耕栽培システム60とを有する。水耕栽培システム60は、植物を栽培するための水(培養水)Sの基になる水を栽培部62に供給する給水装置61と、培養水Sを利用して植物を栽培する栽培部62と、栽培部62からの排水(排液)を処理する排水装置(排液装置)63とを有する。
As shown in FIG. 7 , the
水耕栽培システム60は、土壌を利用せず、人工的に創設した環境下で植物の栽培を行うシステムである。具体的には、水耕栽培システム60は、培養水Sを貯留した栽培部62において植物の栽培を行う。すなわち、生産システム100は、養殖システム1において水生動物を養殖(生産)することに加え、水耕栽培システム60において植物を栽培(生産)することができる、複合的な生産システムである。
The
また、この水耕栽培システム60は、空調設備を備えた屋内に設置されている。これにより、外気を遮断して病気の発生を抑制し、かつ、室内の温度、湿度、二酸化炭素の濃度を管理して、天候の変化に左右されることなく植物の成長に適切な環境を維持できるようにしている。したがって、水耕栽培システム60では安定して植物の栽培を行うことができる。
In addition, this
この水耕栽培システム60で栽培することができる植物としては、たとえば、アボカド、ライチ、イチゴ等の果物類、カイワレダイコン、ツマミナ、葉ネギ、芽ジソ、芽ソバ、ベニダテ、レタス、ミツバ、ホウレンソウ、エンドウ、ワサビ、キュウリ、トマト、メロン、ナス、ピーマン、イチゴ、サラダナ、チンゲンサイ等の野菜類、マリーゴールド、カスミソウ、パンジー、ルピナス、ガーベラ、カーネーション、グラジオラス、フリージア、バラ、リンドウ、シクラメン、ポインセチア、カトレア、洋ラン等の花類、薬用ニンジン、アマチャヅル、オウレン、ジキタリス、ステビア、ベニバナ、サフラン等の薬用植物等がある。なお、この水耕栽培システム60で栽培される植物は、水耕栽培可能な植物であれば特に限定されない。
Plants that can be cultivated in this
図8に示すように、栽培部62は、栽培槽(栽培床)64と、植栽パネル65と、光照射部66と、有機物付与マット67を有している。栽培槽64は、内部中空で上面を解放した容器で形成されている。栽培槽64の内部には、適宜の量の培養水S(例えば0.2トン~1.0トンの水)が貯水(貯留)されている。本実施形態では、栽培槽64は、内部中空で上面を解放した発泡樹脂材料製の直方体の容器で構成されている。
As shown in FIG. 8 , the
また、給水装置61と栽培槽64は、給水パイプ61aで接続されている。給水装置61は、天然環境(海、河川、漁業用水または地下水等)または水道から得た新しい水を給水パイプ61aから栽培槽64に供給する。給水装置61は、必要に応じて水を培養水Sに適した状態に適宜処理する処理部や給水ポンプ等を有する。たとえば、給水装置61は、栽培槽64に供給する水のpHを調整するpH調整部や栽培槽64に供給する水の溶存酸素量を調整する溶存酸素調整部等を有していてもよい。
Moreover, the
また、排水装置63と栽培槽64は、排水パイプ63aで接続されている。排水装置63は、必要に応じて排水された培養水Sを処理する処理部や排水ポンプ等を有する。また、栽培槽64に貯留されている培養水Sが一定量以上になった場合に培養水Sが栽培槽64からオーバーフローするようにしておき、排水装置63は、栽培槽64からオーバーフローした培養水Sを排水するようにしてもよい。なお、給水装置61と排水装置63とを接続し、培養水Sを循環利用するようにしてもよい。
Moreover, the
植栽パネル65は、平板状に形成されている。植栽パネル65の外形形状は、平面視が、円形状であってもよいし、矩形状であってもよい。植栽パネル65は、木材や発泡樹脂材料等の水よりも比重が小さい材料(比重が1.0未満の材料)によって形成されている。たとえば、植栽パネル65は、発泡ポリスチレンや発泡ポリエステルによって形成されている。これにより、植栽パネル65は、培養水Sに浮いた状態となっており、少なくとも植栽パネル65の上面は、培養水Sの水面よりも上方に位置する。一方、植栽パネル65の下面は、培養水Sの水面よりも下方に位置する。
The
植栽パネル65には、上下に貫通する貫通孔65aが形成されている。貫通孔65aの内径は、植物Pの種類に合わせて適宜の大きさ(長さ)に設定される。この貫通孔65aに、植物が植栽されている。また、本実施形態の貫通孔65aは、複数設けられており、複数の貫通孔65aは、等間隔に並ぶように配置されている。
The
光照射部66は、植物Pの成長を促進するための光を植物Pに照射するために設けられている。光照射部66は、LED、蛍光灯、有機発光ダイオード(OLED)等の人工光を発光可能な光源66aを有している。光源66aは、植物Pに対向するように配置されており、光源66aの光(人工光)が植物Pに照射される。本実施形態では、光源66aは複数設けられており、複数の光源66aは、等間隔に並ぶように配置されている。また、複数の光源66aは、植栽パネル65の上面(少なくとも貫通孔65aが設けられている領域)に満遍なく光が当たるように前後左右にバランスよく配置されている。
The
なお、光照射部66は、自然光(太陽光)を採り入れて植物Pへ照射する採光装置であってもよい。この場合、自然光のみを植物Pに照射するようにしてもよいし、自然光と人口光の両方を植物Pに照射するようにしてもよい。
In addition, the
有機物付与マット67は、上述した養殖システム1(濾過装置5)の濾過マット53と同じ素材で形成されている。この有機物付与マット67は、栽培槽64の内部において培養水Sに浸漬された状態で配置されている。本実施形態では、有機物付与マット67は、植栽パネル65の下方に位置し、有機物付与マット67の全体が培養水Sの水中に位置するように配置される。なお、有機物付与マット67の一部が培養水Sの水中に位置するように配置されていてもよい。上述したように、植栽パネル65は培養水Sに浮いている状態であり、植栽パネル65を持ち上げることによって、有機物付与マット67を栽培槽64から取り出して新しい有機物付与マット67に交換することを容易に実現できる。
The organic
有機物付与マット67は、上述した養殖システム1(濾過装置5)で所定期間(第1期間)使用された濾過マット53を再利用したものであり、栽培槽64に設置されるときには、飼育水W中の有機物(残餌、水性生物の糞等)が多量に付着(吸着)した状態となっている。第1期間は、濾過マット53に有機物が充分に(多量に)付着するのに必要な期間(時間)であり、たとえば、18~30か月である。ただし、養殖システム1の動作環境により第1期間の長さは変動することがある。すなわち、栽培槽64に設置されるときの有機物付与マット67(養殖システム1で使用された濾過マット53)には、養殖システム1で生じる有機物が多量に付着した状態となっている。このような多量の有機物が付着した有機物付与マット67を栽培槽64に設置し、培養水Sに浸漬することによって、有機物付与マット67に付着していた有機物が培養水Sに流出する。したがって、培養水Sは、有機成分(栄養分)を含有したものとなる。すなわち、養殖システム1で使用された濾過マット53を、培養水Sに有機物を付与する機能を有する有機物付与マット67として用いることができる。
The organic
また、有機物付与マット67が水耕栽培システム60(栽培槽64)で使用されることによって、有機物付与マット67に付着していた有機物が減少していく。このため、有機物付与マット67は、水耕栽培システム60(栽培槽64)で所定期間(第2期間)使用されると、付着していた有機物が無くなるか、あるいは付着していた有機物が極めて少ない状態となる。すなわち、有機物付与マット67は、養殖システム1で使用されていたときに付着した有機物が除去された状態となる。第2期間は、有機物付与マット67に付着していた有機物が無くなるか、有機物付与マット67に付着していた有機物が極めて少ない状態となるのに必要な期間であり、たとえば、18~30か月である。ただし、水耕栽培システム60の動作環境により第2期間の長さは変動することがある。このように有機物が除去された状態の有機物付与マット67は、濾過マット53として濾過装置5に取り付けるのに好適である。すなわち、水耕栽培システム60で使用された有機物付与マット67を、飼育水Wが通過した際にごみ(有機物)を吸着する機能を有する濾過マット53として用いることができる。
In addition, organic matter adhering to the organic
図9は、濾過マット53および有機物付与マット67の使用方法を説明する説明図である。図10は、濾過マット53および有機物付与マット67の使用方法を示すフローチャートである。以下、図9および図10を参照して、生産システム100における濾過マット53および有機物付与マット67の使用方法を説明する。
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating how to use the
まず、濾過マット53を濾過装置5(本体51)に取り付け(ステップS1)、濾過装置5(エアー供給部54)を作動させる(ステップS2)。これによって、濾過マット53に飼育水W中の有機物が付着していく。続いて、濾過装置5が作動した時点から第1期間が経過したかどうかを判断する(ステップS3)。すなわち、ステップS3では、濾過装置5が作動した時点から濾過マット53に有機物が充分に付着するのに必要な期間が経過したかどうかを判断する。
First, the
第1期間が経過していないと判断した場合(ステップS3:NO)、所定時間(最長でも第1期間よりも短い時間)待機し、同じステップS3に戻る。一方、第1期間が経過したと判断した場合(ステップS3:YES)、多量の有機物が付着した状態の濾過マット53を濾過装置5(本体51)から取り外し(ステップS4)、濾過装置5から取り外した有機物付着状態の濾過マット53を有機物付与マット67として栽培槽64に設置(ステップS5)する。これによって、植物Pの栽培に必要な培養水Sを得ることができる。
If it is determined that the first period has not elapsed (step S3: NO), it waits for a predetermined period of time (shorter than the first period at the longest), and returns to the same step S3. On the other hand, when it is determined that the first period has elapsed (step S3: YES), the
続いて、有機物付与マット67を栽培槽64に設置した時点から第2期間が経過したかどうかを判断する(ステップS6)。すなわち、ステップS6では、有機物付与マット67を栽培槽64に設置した時点から、有機物付与マット67に付着していた有機物が無くなるか、有機物付与マット67に付着していた有機物が極めて少ない状態となるのに必要な期間が経過したかどうかを判断する。
Subsequently, it is determined whether or not the second period has passed since the organic
第2期間が経過していないと判断した場合(ステップS6:NO)、所定時間(最長でも第2期間よりも短い時間)待機し、同じステップS6に戻る。一方、第2期間が経過したと判断した場合(ステップS6:YES)、水耕栽培システム60(栽培槽64)で所定期間使用されて有機物が除去された(浄化された)状態の有機物付与マット67を栽培槽64から取り出し(ステップS7)、栽培槽64から取り出した有機物付与マット67を濾過マット53として濾過装置5に取り付けて(ステップS8)、ステップS2に戻る。
If it is determined that the second period has not passed (step S6: NO), it waits for a predetermined period of time (shorter than the second period at the longest), and returns to the same step S6. On the other hand, if it is determined that the second period has elapsed (step S6: YES), the organic matter application mat has been used for a predetermined period of time in the hydroponic cultivation system 60 (cultivation tank 64) and the organic matter has been removed (purified). 67 is taken out from the cultivation tank 64 (step S7), the organic
以上のように、本発明の生産システム100では、養殖システム1で所定期間使用した濾過マット53は、水耕栽培システム60で有機物付与マット67として使用するのに好適な状態となっている。このため、本発明の生産システム100では、養殖システム1で所定期間使用した濾過マット53を有機物付与マット67として水耕栽培システム60で再使用(再利用)することができる。したがって、同じ部材をシステム内で再利用することができ、安価に実施でき、持続可能性が高い生産システムを実現することができる。
As described above, in the
また、濾過マット53は、有機物が広い範囲に広がって吸着されている。このため、この濾過マット53で構成されている有機物付与マット67のどの位置にある植物Pであっても有機物が十分に肥料として供給され、良好な栽培環境を得ることができる。
In addition, the
また、水耕栽培システム60で所定期間使用した濾過マット53は、養殖システム1で濾過マット53として使用するのに好適な状態となっている。このため、本発明の生産システム100では、水耕栽培システム60で所定期間使用した有機物付与マット67を濾過マット53として養殖システム1で再使用することができる。つまり、養殖システム1および水耕栽培システム60において濾過マット53および有機物付与マット67の役割を変えながら同じ部材を繰り返し利用することができる。すなわち、同じ部材をシステム内で繰り返し使用することができ、より安価に実施でき、より持続可能性が高い生産システムを実現することができる。また、有機物を含有する排水の抑制によって環境負荷の低減にも寄与している。
Moreover, the
特に、従来の水耕栽培システムでは栽培用の養液を生成するために有機質肥料などを培養水Sに添加する必要があったが、本発明の生産システム100では、養殖システム1で使用した濾過マット53を水耕栽培システム60で使用することによって、有機質肥料を培養水Sに添加する必要がなくなり、安価に水耕栽培を行うことができる。また、本発明の生産システム100においても水耕栽培システム60の規模等に応じて有機質肥料を培養水Sに添加することもできるが、従来よりも添加する有機質肥料の量を低減することができる。
In particular, in the conventional hydroponics system, it was necessary to add organic fertilizer or the like to the culture water S in order to generate a nutrient solution for cultivation. By using the
この発明の養殖部は上記実施形態の養殖システム1に対応し、以下同様に、水耕栽培部は水耕栽培システム60に対応し、貯水部は貯水部3に対応し、濾過装置は上記実施形態の濾過装置5に対応し、濾過マットは濾過マット53に対応し、栽培槽は栽培槽64に対応し、有機物付与マットは有機物付与マット67に対応するが、この発明は、本実施形態に限られず他の様々な実施形態とすることができる。
The aquaculture section of the present invention corresponds to the
たとえば、上述した実施形態では、エアー供給部54は、貯水部3の外部に設けられているが、小型化できる場合は本体51に取り付けてもよい。この場合、浮体52は、本体51および濾過マット53に加え、エアー供給部54も飼育水Wに浮かせることができる程度の浮力を有する構成になっている。このようにすれば、濾過装置5の構成をより簡単にすることができ、ひいては濾過装置5を持ち運び可能にすることができ、貯水部3の状況に応じて濾過装置5を設置することができるなど、利便性を向上させることができる。
For example, in the above-described embodiment, the
また、上述の実施形態では屋内での空調により温度調整をしていたが、これに限らず、貯水部3にヒータ等の温調装置を備え、飼育水の温度を管理できるようにしてもよい。この場合でも適切な温度を維持して水生動物の成長を促進させることができる。
Further, in the above-described embodiment, the temperature is adjusted by indoor air conditioning, but this is not restrictive, and the
さらに、上述の実施形態では本体51が一方端部51aから他方端部51bにむかうにつれて内径が変化するようにしたが、図5に示すように、本体51を内径一定(断面一定)のストレート管(ストレートパイプ)としてもよい。このようにすれば、本体51の構成を簡略化することができ、濾過装置5をより簡単な構成にすることができる。
Furthermore, in the above-described embodiment, the inner diameter of the
さらにまた、上述の実施形態では本体51が内部に飼育水Wを通過させる通水体として機能するようにしたが、本体51の上端部が浮体52の上面よりも低い位置に設定される場合、本体51および貫通孔52aによって通水体が構成されてもよい。また、本体51の上端部に別の筒体を取り付け、本体51および別の筒体によって通水体が構成されてもよい。これらの場合、本体51の上端部が水面よりも下方に位置することがある。
Furthermore, in the above-described embodiment, the
また、図6に示すように、浮体52に対し濾過マット53を所定割合(5~10%)以上大きくすることが望ましい。なお、図6では、説明の便宜上、濾過装置5の一部分のみを示している。濾過マット53が湾曲可能な柔軟性のある素材で形成されているため、によって、浮体52よりも外側に位置する濾過マット53の外側端部が自重により下方に湾曲した状態となる。このようにすれば、濾過マット53の外側端部に形成される湾曲部53bで効率よくごみ(有機物)を吸着することができる。
Further, as shown in FIG. 6, it is desirable to make the
さらに、上述の実施形態では有機物付与マット67が栽培槽64の内部において培養水Sに浸漬された状態で配置されるようにしたが、有機物付与マット67に付着した有機物を水で洗い流し、洗い流した水を培養水Sとして栽培槽64に投入するようにしてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the organic
この発明は、人工的に創設した環境下で水生生物や植物を生産する産業に利用することができる。 This invention can be used in industries that produce aquatic organisms and plants in artificially created environments.
100…生産システム
1…養殖システム
2…給水装置
3…貯水部
4…排水装置
5…濾過装置
51…本体
51a…一方端部
51b…他方端部
51c…断面変化部
51d…通気部
52…浮体
53…濾過マット
54…エアー供給部
54a…通気チューブ
60…水耕栽培システム
61…給水装置
62…栽培部
63…排水装置
64…栽培槽
65…植栽パネル
66…光照射部
67…有機物付与マット
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記養殖部は、
水生動物を養殖するための飼育水を貯水した貯水部と、
前記貯水部に貯水された前記飼育水を濾過し、前記飼育水に含まれる有機物を吸着する濾過マットを有する濾過装置を備え、
前記水耕栽培部は、
植物を栽培するための培養水を貯水した栽培槽と、
前記栽培槽の内部において前記培養水に浸漬されるように設置される有機物付与マットを備え、
前記濾過マットは、前記濾過装置において交換可能に設けられ、
前記有機物付与マットは、前記栽培槽において交換可能に設けられ、
前記養殖部で使用した前記濾過マットが、前記有機物付与マットとして前記栽培槽に設置される
生産システム。 A production system having an aquaculture section for cultivating aquatic animals and a hydroponics section for cultivating plants,
The aquaculture department
a water reservoir storing breeding water for cultivating aquatic animals;
a filtration device having a filtration mat that filters the breeding water stored in the water storage unit and adsorbs organic matter contained in the breeding water;
The hydroponic cultivation unit
a cultivation tank storing culture water for cultivating plants;
An organic substance-imparting mat installed so as to be immersed in the culture water inside the cultivation tank,
The filtering mat is replaceable in the filtering device,
The organic substance application mat is replaceable in the cultivation tank,
A production system in which the filtration mat used in the aquaculture section is installed in the cultivation tank as the organic matter application mat.
請求項1記載の生産システム。 2. The production system according to claim 1, wherein the filter mat that has been used in the aquaculture section for the first period from the time when the filtering device is operated is installed in the cultivation tank as the organic substance imparting mat.
請求項1または2記載の生産システム。 3. The production system according to claim 1, wherein the organic matter application mat used in the hydroponics section is attached to the filtering device as the filtering mat.
請求項3記載の生産システム。 4. The production system according to claim 3, wherein the organic matter-imparting mat that has been used in the hydroponics section for a second period from the time the organic matter-imparting mat is installed in the cultivation tank is attached to the filtering device as the filtering mat.
前記濾過装置は、
前記濾過マットを水面に配置する浮体と、
上方に開口を有する筒状で前記濾過マットの前記孔に挿通される本体と、
前記本体内へ気泡を供給するエアー供給部とを備え、
前記エアー供給部から供給される気泡によって前記飼育水と前記有機物を前記開口からあふれ出させて前記濾過マットに前記有機物を吸着させた前記濾過マットを前記有機物付与マットとして使用する
請求項1から4のいずれか1つに記載の生産システム。 The filtering mat has a hole in the center,
The filtering device is
a floating body for arranging the filtering mat on the water surface;
a cylindrical main body having an upper opening and being inserted into the holes of the filtering mat;
An air supply unit that supplies air bubbles into the main body,
5. The filtration mat obtained by causing the breeding water and the organic matter to overflow from the openings by means of air bubbles supplied from the air supply unit and adsorbing the organic matter to the filtration mat is used as the organic matter application mat. The production system according to any one of .
前記濾過マットを前記濾過装置に取り付け、
前記濾過装置を作動させ、
前記濾過装置を作動させた時点から第1期間経過した場合に前記濾過マットを前記濾過装置から取り外し、当該濾過マットを前記有機物付与マットとして前記栽培槽に設置する
生産方法。 A production method for producing aquatic animals or plants using the production system according to any one of claims 1 to 5,
attaching the filtration mat to the filtration device;
activating the filtering device;
A production method in which the filtration mat is removed from the filtration device when a first period has elapsed since the filtration device was operated, and the filtration mat is installed in the cultivation tank as the organic substance-imparting mat.
請求項6記載の生産方法。 7. The method according to claim 6, wherein when a second period has elapsed since the mat was installed in the cultivation tank, the mat is removed from the cultivation tank, and the mat is attached to the filtration device as the filtration mat. production method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Applications Claiming Priority (1)
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