JP5508759B2 - 除菌層装置 - Google Patents

Description

本発明は、循環する液体、特に養液栽培で使用される農業用用水や養液に存在する病原菌を除菌する除菌層に関するものである。

農業用循環水中の細菌などを除去する方法として、オゾン殺菌、紫外線殺菌、銀イオンなどの除菌性能を持った金属性分を溶出する方法、メンブレンフィルターやサンドフィルターなどによる物理的除去などが知られている。

特開平８−２２８６０３号公報 特開平９−１６３８８４号公報 特開２００４−１９４６４９号公報 特開２００１−０１７０１１号公報

しかしながら、オゾン殺菌方法では、オゾンが養液中のマンガン成分と反応して、酸化マンガンとなり、植物への吸収が抑制されると同時に、有機物や養液成分などと過剰反応することにより殺菌効率が低下するという可能性がある。
紫外線殺菌は、養液中の微量要素に影響を与えるほか、汚れなどによる濁度が大きい場合は養液の透過率が低くなり、殺菌効率が低下する。
銀イオンなどの除菌性能を持った金属性分を溶出する方法では、金属イオンの溶出量制御が難しく、植物の根に過剰に付着した場合、根部障害を起こし、地上部の生長を抑制する可能性がある。
物理的除去では、物理的にトラップした病原菌を死滅させるために他の殺菌方法を組み合わせる必要がある。また、細菌などをトラップするためには細かいフィルターが必要となり目の詰まりが早くなりメンテナンスが必要となり、日常的な洗浄処理が必要となる。

上記問題点を解決するためになされた本発明は、特に養液栽培で使用される農業用用水や養液に存在する病原菌を効率良く除菌する除菌層装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係る除菌層装置は、銀又は銅イオンから成る抗菌成分をイオン交換法により担持し、抗菌成分の溶出量が５０ｐｐｂ以下であるリン酸塩系の抗菌剤と無機系バインダー及び異なる粒子サイズの粒状セラミックスとの混合材料を、中心穴を有するドーナツ状に成型して焼成した成型体を複数層積層して除菌層を構成し、
除菌対象液体の導水口を最上層のドーナツ形成型体の上面に近接して配置し、各ドーナツ形成型体の中心穴に除菌対象液体の排水パイプを貫通して該排水パイプの排水口を前記容器の下部に配置し、
前記除菌層中に導水口から排水口へ流れる除菌対象液体の流れを乱す邪魔板を設けたことを特徴とする。

本発明に係る除菌層装置によれば、銀及び銅などの抗菌成分を含み、その成分が液体に溶出しにくい抗菌剤を表面に均一に固定化させた除菌粒を容器に充填したから、そこを流れる液体に対して溶出や吸収などの影響をほとんど与えることがない。
また、粒状セラミックスの表面全体に抗菌剤が存在するため、液中の病原菌と抗菌剤との接触面積が広く、効率よく除菌することができる。
また、抗菌剤は無機バインダーなどで強力に粒状セラミックスと固定化してあるため剥がれ落ちることはなく、長期にわたって除菌性能が持続する。

除菌層を異なる粒子サイズの除菌粒で構成したので、除菌粒の充填効率を変えることができ、それによって除菌条件・除菌性能を制御することができる。すなわち、使用条件によって適切な除菌層を選定することが可能となる。

前記抗菌剤と、前記粒状セラミックス及び前記無機バインダーの混合材料をドーナツ形状に成型し、ついで焼成して形成した成型体で前記除菌層を構成したので、焼成によって形成された除菌粒の充填効率を変えることができ、それによって除菌条件・除菌性能を制御することができる。すなわち、使用条件によって適切な除菌層を選定することが可能となる。
また、成型体で除菌層を構成したので、除菌層の交換や洗浄等のメンテナンスが容易になる。

除菌層中に導水口から排水口へ流れる除菌対象液体の流れを乱す邪魔板を設けたので、液中の病原菌と粒表面に存在する抗菌剤との接触する可能性が増加する。また、邪魔板の形状を変更することによって除菌性能や液体流量を制御することができる。さらにまた、成型で圧を加えることで粒同士が密着し気孔が狭くなり、そこを通過する病原菌は粒表面と接触しやすくなるので、除菌性能が向上する。

また、ドーナツ形成型体を積層して除菌層を構成し、ドーナツ形成型体間に邪魔板を配置したので、除菌層や邪魔板の交換、洗浄等のメンテナンスがより一層容易になる。

本発明の実施例に係る除菌層装置の構成の概略を示す縦断面図である。 本発明の参考例に係る除菌層装置の構成の概略を示す縦断面図である。

本発明の実施例に係る除菌層装置を図１に示す。
除菌層装置１０は容器１１、除菌層１２、容器１１中に除菌対象液体である農業用循環水１３を導水する導水パイプ１４、容器１１中から農業用循環水１３を排水する排水パイプ１５、除菌シート１６及び邪魔板１７，１８を備えている。

除菌層１２は、６層構造を有し、各層１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆは、例えば特開平０７−０５３３１９号に開示されているように、銀又は銅イオンから成る抗菌成分をイオン交換法により担持し、抗菌成分の溶出量が５０ｐｐｂ以下であるリン酸塩系の抗菌剤と、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等からなる無機系バインダー及び粒子サイズが１００〜３２５メッシュの異なる粒子サイズをもつ粒状セラミックスとの混合原料を中心穴を有するドーナツ状に成型して焼成した成型体からなる。
本実施例において、除菌層成型体１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆは、混合原料を外径８４ｍｍ、内径３８ｍｍ、厚さ３４ｍｍのドーナツ状に成型して９００℃で５時間焼成して形成されている。

導水パイプ１４は、その導水口１４ａが容器１１内部の上部空間に開口している。排水パイプ１５は容器１１中心部に垂設され、下端の排水口１５ａが容器１１の底部１１ａ近辺に開口している。排水口１５ａには周面に多数の小孔を形成した水栓ソケット１９が装着されている。
本実施例において、導水パイプ１４と排水パイプ１５は、外径２５ｍｍの塩化ビニルパイプが使用されている。

容器１１の内周面と排水パイプ１５の容器内１１の垂設部分１５ｂの外周面は除菌シート１６で被覆されている。
本実施例において、除菌シート１６は、除菌層１２の抗菌剤と同じ抗菌剤を３重量％、パルプ６７％、及び化学繊維３０％から成る密度０．５５ｇ／ｃｍ３の除菌シートである。

邪魔板１７，１８は、ゴム製で中心穴を有する大径円板形の邪魔板１７と、同じく中心穴を有する小径円板形の邪魔板１８の２種類からなり、容器１１中に設けられている。

大径邪魔板１７は容器１１の内周面に装着できる外径寸法を有する。
また、小径邪魔板１８は排水パイプ１５の垂設部分１５ｂに装着できる内径を有する。
さらにまた、大径邪魔板１７の内径寸法と小径邪魔板の外径寸法１８は、導水口１４ａから容器１１に導水された液体が容器底部１１ａへと直線的に流下するのではなく、容器１１の径方向へも邪魔板１７，１８を伝って流れ、これにより液体の流れが乱されるように、所要寸法に設定されている。

各邪魔板１７，１８は、容器１１に最下層の第１除菌層成型体１２ａを装填し、その表面に大径邪魔板１７を載置し、ついでその上から第２除菌層成型体１２ｂを積層し、その表面に小径邪魔板１８を載置し、以下同様にして交互に除菌層成型体１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆと邪魔板１７，１８を積層した後、排水パイプ１５を除菌層成型体１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆの中心穴に挿通して、容器１１中に装着される。

参考例

次に本発明の参考例に係る除菌層装置を図２に示す。
ドーナツ状に成型した除菌層成型体１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆで除菌層１２を構成した実施例に係る除菌層装置１０に対し、参考例に係る除菌層装置２０の除菌層１２は、銀又は銅イオンから成る抗菌成分をイオン交換法により担持し、抗菌成分の溶出量が５０ｐｐｂ以下であるリン酸塩系の抗菌剤と、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等からなる無機系バインダー及び粒子サイズが１００〜３２５メッシュの異なる粒子サイズをもつ粒状セラミックスとの混合原料を焼成して形成した除菌粒１２ｇを容器１１に充填して構成されている。
本実施例において、除菌粒１２ｇは、容器１１に３ｋｇ充填されている。
導水パイプ１４、排水パイプ１５、邪魔板１７，１８等、その他の構成は実施例と同じであるので、説明を省略する。

上記実施例及び参考例の作用効果を検証するため、以下に列記する比較例１乃至比較例５を用意し、実施例、参考例及び比較例について性能比較実験を実施した。
該性能比較実験は、根腐病原菌（Ｐｙｔｈｉｕｍ ｈｅｌｉｃｏｉｄｅｓ）遊走子を水に懸濁させた懸濁水５０リットルを毎分２０リットルの流量で５回流して、除菌層通過前の菌数と、５回通過後の菌数を測定することによって行った。該性能比較実験の結果を表１に示す。

ａ）比較例１について
邪魔板１７，１８及び除菌性能を有した除菌シート１６を設置しないこと以外は、実施例と同じ条件で評価実験を実施し、除菌率１２％を得た。
ｂ）比較例２について
容器に充填する粒が、抗菌剤がついていない粒であること、及び除菌性能を有した除菌シート１６を設置しないこと以外は、参考例と同じ条件で評価実験を実施し、除菌率６％を得た。
ｃ）比較例３について
除菌性能を有した除菌シート１６を設置しないこと以外は、実施例と同じ条件で評価実験を実施し、除菌率９５％を得た。
ｄ）比較例４について
設置するシートが除菌性能を有しないこと以外は、実施例と同じ条件で評価実験を実施し、除菌率７８％を得た。
ｅ）比較例５について
邪魔板１７，１８をセットしないこと以外は、実施例と同じ条件で評価実験を実施し、除菌率８０％を得た。

表１に示すように、本実施例に係る除菌層装置１０，２０によれば循環する水、特に農業用循環水１３に存在する病原菌を効率よく、更に循環する水にほとんど影響を及ぼすことなく除菌することができる。

１０，２０…除菌層装置、
１１…容器、
１２…除菌層、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ…除菌層成形体、１２ｇ…除菌粒、
１３…農業用循環水、
１４…導水パイプ、１５…排水パイプ、
１６…除菌シート、
１７…大径邪魔板、１８…小径邪魔板、
１９…水栓ソケット。

Claims (1)

1. 銀又は銅イオンから成る抗菌成分をイオン交換法により担持し、抗菌成分の溶出量が５０ｐｐｂ以下であるリン酸塩系の抗菌剤と無機系バインダー及び異なる粒子サイズの粒状セラミックスとの混合材料を、中心穴を有するドーナツ状に成型して焼成した成型体を複数層積層して除菌層を構成し、
   除菌対象液体の導水口を最上層のドーナツ形成型体の上面に近接して配置し、各ドーナツ形成型体の中心穴に除菌対象液体の排水パイプを貫通して該排水パイプの排水口を前記容器の下部に配置し、
   前記除菌層中に導水口から排水口へ流れる除菌対象液体の流れを乱す邪魔板を設けたことを特徴とする除菌層装置。

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