JP7204175B2

JP7204175B2 - 培養液の殺菌方法及び装置

Info

Publication number: JP7204175B2
Application number: JP2018136562A
Authority: JP
Inventors: 是和鈴木
Original assignee: 株式会社ワコーシステムコントロール
Priority date: 2018-07-20
Filing date: 2018-07-20
Publication date: 2023-01-16
Anticipated expiration: 2038-07-20
Also published as: JP2020010659A

Description

本発明は水耕栽培にあって、土壌に代えて使用される養分を含ませた培養液（液体肥料）の殺菌方法及びその装置に関する。尚、本発明にあって、対象となる菌とは、伝染性病原体となるウイルス等の細菌に加え、根腐れ病の原因となるネグサレセンチュウ等の有害な微生物を含めた総称を意味している。

一般的に、水耕栽培のシステムは概略的に図６として破線が囲んで示す構成となっている。このシステムは対象となる植物の栽培棚２０を有しており、この栽培棚２０はシステムを設置するスペースにもよるが、複数段に形成され、各段には、植物の根を浸す水路が設けられ、その水路には培養液が張られ、流通するものとなっているもので、必要に応じ、この栽培棚２０も複数列に並設することができる。

また、前記した培養液はタンク２１に貯められ、殺菌装置Ｓを介して前記水路へ送られポンプの作用でタンク２１と循環流通する。殺菌装置Ｓには、この循環のためのポンプと培養液を殺菌するための紫外線ランプを組み込んだ培養液の通過槽が設けられている。

殺菌装置Ｓにタンク２１から吸い上げる際に、塵埃を濾過するフィルター２２やタンク２１へ培養液を補充するための補給タンク（ボンベ）２３も設けられ、特に殺菌装置Ｓのポンプや紫外線ランプは制御盤１によってコントロールされ、好適な状態を維持できるものとしている。

そして、前記した培養液の通過槽２４は図７に示すような構成となっている。この通過槽２４は縦長のパイプ状とされ、その下方側に、還流する培養液の導入口２５が設けられ、点対称位置となる上方側に送出口２６が形成されている。この通過槽２４内には透明なガラス、プラスチック等で成形された保護管（ジャケット）２７に収納された紫外線ランプ２８が設けられ、通過槽２４内を流通通過する培養液に紫外線を照射し、殺菌作用を行なう。

しかしながら、この従来の構成にあっては、通過槽２４内を通過流通する栽培棚２０によって利用された後の培養液が紫外線ランプ２８の保護管２７の外周面に、紫外線を照射することで不溶化（固体化）した鉄やマンガンの成分が付着してしまい、この付着が紫外線を遮断する膜となり、紫外線の照射量を大きく低減させてしまう。この状態は図７の（Ａ）の初期状態から２４時間経過後は（Ｂ）の状態となり、紫外線の殺菌効能を低下させることとなる。

この保護管２７の外表面に付着した鉄やマンガンを除去する作業は非常に困難で時間もかかり、メンテナンス作業の負担を増し、その分、殺菌作業も行えなくなるため、水耕栽培において、大きな時間的ロスともなり、対象植物の育成にも悪影響を及ぼしてしまう。

出願人は、本願発明について先行する技術文献を調査したが、本願発明と関連し、特に類似していると思われる文献は発見できなかった。

本発明が解決しようとする問題点は、従来の紫外線ランプを用いた培養液の殺菌方法あるいは装置は、環流されてくる培養液を、紫外線ランプを備えた槽内を通過させる際に、その紫外線ランプの保護管の外表面に培養液内に含まれる不溶化した鉄やマンガンが付着してしまう状態が生じてしまう点にある。

かかる状態となると、紫外線ランプの保護管の外表面に付着した不溶化した鉄やマンガンが紫外線の遮蔽膜となって、紫外線の照射量を大きく低減させてしまい、培養液の殺菌作用を十分に行なうことができなくなってしまう。また、その鉄やマンガンが付着してしまった保護管の清掃は非常に困難で、大きな時間を無駄に消費してしまうこととなり、経済的にも大きな損失となってしまう。

上記した問題点を解決するために、本発明に係る培養液の殺菌方法は、水耕栽培に使用される養分を含ませた培養液をポンプで循環させ、透明な保護管に収納された、紫外線ランプを内部に設置したボックス型とし、ステンレスで成形されている槽内で殺菌を行なう培養液の殺菌方法であって、前記した槽は底面をフラットに形成し、その培養液はその底面に沿って這わせるように流通させ、その培養液の表面を紫外線ランプとは非接触状態に間隔を設けてある培養液の殺菌方法において、前記ポンプから前記槽（２）への培養液の流入口（２ｄ）を、槽（２）の底面の一方端部に形成し、その底面の他方端部に栽培棚（２０）の水路へ培養液を送り出す流出口（２ｅ）を形成して培養液を流通させることを特徴としている。

また、本発明に係る培養液の殺菌方法は、前記した紫外線ランプは培養液の表面と平行状態の横方向で設けられていることを特徴とし、前記した槽の天面はカマボコ状に湾曲させてあることを特徴とし、前記した槽の底面には流通する培養液を蛇行させる流路が突条を壁として形成されていることを特徴としている。

さらに、本発明に係る培養液の殺菌方法は、前記した槽（２）の底面（２ａ）には流入口（２ｄ）の開口に沿わせて培養液の流域を扇形に拡開するためＶ字状とした流れガイドの突壁が形成されていることを特徴としている。

そして、本発明に係る培養液の殺菌装置は、水耕栽培に使用される養分を含ませた培養液を循環させるポンプと、内部に透明な保護管に収納された紫外線ランプを、フラットに形成した底面を這うように流通する培養液と非接触状態で、培養液の表面と平行に設置した、ステンレスで成形されたボックス型の槽（２）を有する培養液の殺菌装置において、前記ポンプから前記槽（２）への流入口（２ｄ）を前記槽（２）の底面の一方端部に形成し、その底面の他方端部に栽培棚（２０）の水路へ培養液を送り出す流出口（２ｅ）を形成し、培養液のタンクと、前記したポンプ及び紫外線ランプと電気的に接続され、これらをコントロールする制御盤を有していることを特徴とし、前記した培養液のタンクには、培養液の補給タンクが連接されていることを特徴としている。

本発明に係る培養液の殺菌方法及び装置は上記のように構成されている。そのため、槽内を流通する培養液が紫外線ランプ、強いてはその保護管の外表面と接触することはなく、培養液中に含まれる鉄やマンガンが保護管の表面に固着してしまうことはなく、紫外線の照射を遮蔽してしまうことがなくなり、長時間に亘って紫外線の効能を保持し続けることができる。また、鉄やマンガンが保護管の表面に固着してしまうことがないので、清掃等のメンテナンス作業が容易となり、時間も経済的にも非常に有利なものとなる。

本発明を実施した培養液の殺菌方法を示す図である。槽の底面の変形例を示す部分平面図である。培養液の殺菌装置の概要を示す正面図である。側面図である。図３中のＡ－Ａ’線端面図である。水耕栽培の概要を示す図である。従来の培養液の殺菌装置を示し、（Ａ）は初期状態、（Ｂ）は時間経過後を示す図である。

図面として示し、実施例で説明したように構成したことによって実現した。

次に、本発明の好ましい実施例を図面を参照して説明する。図中１は従来例にも記載したものと同様の制御盤で後述するポンプ３や紫外線ランプをコントロールする。２は本発明において、培養液が流通する槽を示している。この槽は全体をステンレスで成形されたボックス状となっており、その底面２ａを栽培棚２０の水路から環流された培養液が通過するもので、その培養液Ｌは、槽２の底面を這うように流れる。いわゆる川流れ状態（横流れ）で流通するようになっている。この流れの推進力はポンプ３の作用によってなされる。

また、槽２内には、底面２ａを流通する培養液Ｌの表面とほぼ平行となる状態で紫外線ランプＵが設けられているもので、この紫外線ランプＵは、透明のガラスやプラスチックで成形された保護管に収納され、その紫外線ランプＵ、強いては保護管は、培養液Ｌとは非接触状態となるよう適宜に、その培養液Ｌの表面との間に間隙が構成されている。

前記したように、槽２をステンレスで成形してあるのは、防錆は勿論のこと、紫外線ランプＵからの照射光を内面反射させるリフレクター効果をもたらすためで、槽２の天面、内側面に照射した紫外線が反射して、より一層効率的に内部流通する培養液Ｌを照射させることになる。そのため、槽２の天面をカマボコ形に湾曲させると、さらに、そのリフレクター効果を上げることができる。

さらに、槽２の底面２ａには、単なるフラット面の他に、培養液Ｌの流れ方向と交差する方向で、端部を欠落させた突条２ｂ、２ｂ‥を順次、その欠落位置を交互に形成して、その突条２ｂ、２ｂ‥の間を流路２ｃとして形成させることもできる。このようにすると、培養液Ｌは槽２の底面２ａ上を矢印で示すように這うように蛇行し、流れることとなり、その流通時間が長くなり、その分、紫外線ランプＵからの紫外線の受光量が増えるので、紫外線による殺菌効果がより増大する。

この槽２には底面２ａの一方端部に一旦使用し、環流され、ポンプ３からの培養液Ｌの流入口２ｄが形成され、他方端部には殺菌済の培養液Ｌを栽培棚２０の水路へ送り出す流出口２ｅが形成されている。底面２ａの流入口２ｄの開口に沿わせて、培養液Ｌの流域を拡開するため、Ｖ字状とした流れガイドの突壁を形成してやることもでき、そうすると、そのガイドに沿って培養液は底面２ａ上を扇形に流れ、流域をより広げることで紫外線ランプＵからの紫外線を受光する範囲が広がり、培養液の底面２ａ上を流れる時間も増やすことができ、受光量を増やすことができる。

また、実施例として槽２内に紫外線ランプＵは１個を示しているが、これに限らず、必要に応じて複数の紫外線ランプＵを並設することも可能である。

そして、上記した殺菌方法を実行する装置は図３乃至図５として示す。装置全体はアングル材等を用いたベースＢ上に載置され、槽２は装置の最上部分に位置される。これは、培養液Ｌを槽２の底面２ａ部分から流入、流出させるためである。図中Ｎ－１は補給タンク２３からの液の流入口、Ｎ－２はタンク２１からの流入口、Ｎ－３はタンク２１への流出口を示している。

また、図中４は処理水の送水ポンプ、５は三方弁、６、７、８、９は各々止水バルブを示しており、１０は流量調整バルブ、１１は流出口バルブ、１２はドレンバルブ、１３は異物を除去するためのＹ形ストレーナを示している。

本実施例に係る培養液の殺菌方法及び装置は上記のように構成されている。この実施例では水耕栽培の対象は野菜を主眼としているが、この対象を鑑賞を目的とした花卉の栽培、育成等も応用実施することが可能である。

１制御盤
２槽
２ａ底面
２ｂ突条
２ｃ流路
２ｄ流入口
２ｅ流出口
３ポンプ
４処理水の送水ポンプ
５三方弁
６、７、８、９止水バルブ
１０流量調整弁
１１流出口バルブ
１２ドレンバルブ
１３Ｙ形ストレーナ
２０栽培棚
２１タンク
２２フィルター
２３補給タンク
２４通過槽
２５流入口
２６流出口
２７保護管
２８紫外線ランプ
Ｎ－１流入口
Ｎ－２流入口
Ｎ－３流出口
Ｓ殺菌装置
Ｕ紫外線ランプ
Ｌ培養液（液体肥料）
Ｂベース

Claims

水耕栽培に使用される養分を含ませた培養液をポンプで循環させ、透明な保護管に収納された、紫外線ランプを内部に設置したボックス型とし、ステンレスで成形されている槽内で殺菌を行なう培養液の殺菌方法であって、前記した槽は底面をフラットに形成し、その培養液はその底面に沿って這わせるように流通させ、その培養液の表面を紫外線ランプとは非接触状態に間隔を設けてある培養液の殺菌方法において、前記ポンプから前記槽（２）への培養液の流入口（２ｄ）を、槽（２）の底面の一方端部に形成し、その底面の他方端部に栽培棚（２０）の水路へ培養液を送り出す流出口（２ｅ）を形成して培養液を流通させることを特徴とする培養液の殺菌方法。
前記した紫外線ランプは培養液の表面と平行状態の横方向で設けられていることを特徴とする請求項１に記載の培養液の殺菌方法。
前記した槽の天面はカマボコ状に湾曲させてあることを特徴とする請求項１に記載の培養液の殺菌方法。
前記した槽の底面には流通する培養液を蛇行させる流路が突条を壁として形成されていることを特徴とする請求項１から３のうち１項に記載の培養液の殺菌方法。
前記した槽（２）の底面（２ａ）には流入口（２ｄ）の開口に沿わせて培養液の流域を扇形に拡開するためＶ字状とした流れガイドの突壁が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の培養液の殺菌方法。
水耕栽培に使用される養分を含ませた培養液を循環させるポンプと、内部に透明な保護管に収納された紫外線ランプを、フラットに形成した底面を這うように流通する培養液と非接触状態で、培養液の表面と平行に設置した、ステンレスで成形されたボックス型の槽（２）を有する培養液の殺菌装置において、前記ポンプから前記槽（２）への流入口（２ｄ）を前記槽（２）の底面の一方端部に形成し、その底面の他方端部に栽培棚（２０）の水路へ培養液を送り出す流出口（２ｅ）を形成し、培養液のタンクと、前記したポンプ及び紫外線ランプと電気的に接続され、これらをコントロールする制御盤を有していることを特徴とする培養液の殺菌装置。
前記した培養液のタンクには、培養液の補給タンクが連接されていることを特徴とする請求項６に記載の培養液の殺菌装置。