WO1997035466A1 - Sterilizer for circulation nutricultivating apparatus, nutrient solution sterilizing method using the same, and circulation nutricultivating apparatus - Google Patents

Sterilizer for circulation nutricultivating apparatus, nutrient solution sterilizing method using the same, and circulation nutricultivating apparatus Download PDF

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Mitsuo Suzuki
Kazushi Matsuura
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Abstract

A circulation nutricultivating apparatus in which waste products (water soluble organic substances) egested from roots are removed, propagation of pathogen in the nutrient solution is suppressed, the number of replacements of the nutrient solution is decreased and replacement of the nutrient solution is dispensed with in some cases. The nutrient solution is pumped from a nutrient solution tank (3) by means of a supplying pump (2), passed through an activated charcoal filled bath (5), and sterilized with activated charcoal. It is favorable to use silver impregnated activated charcoal. To more effectively remove the waste products in the nutrient solution by adsorption, ultraviolet radiation may be applied to the nutrient solution, when a titanium-dioxide-filled bath is additionally used or titanium-dioxide-impregnated charcoal is used.

Description

明 細 書 循環式養液栽培装置用 έ菌装置及びこれを用いた養液殺菌方法、 並びに循環式養 液栽培装置 技術分野  Description Bacterial apparatus for circulation type nutrient cultivation apparatus, nutrient solution sterilization method using the same, and circulation type nutrient cultivation apparatus
本発明は、 循環式養液栽培装置及び循環式養液栽培装置、 並びに養液殺菌方法 に係わるものである。  The present invention relates to a circulating hydroponic cultivation apparatus, a circulating hydroponic cultivation apparatus, and a nutrient solution sterilizing method.
本発明の循環式養液栽培装 sは、 水耕栽培や固形培地耕栽培等の循環方式養液 栽培において、 養液中の根腐病などの病害の原因となる病原菌の繁殖を抑制し、 さらに、 根から排出される老廃物 (水溶性有機物) の除去もできるもので、 かか る養液栽培装置は、 養液の交換が不要で、 無廣薬化を実現した養液栽培装置とし て好適に使用されるものである。 背景技術  The circulating hydroponic cultivation apparatus s of the present invention suppresses the propagation of pathogenic bacteria that cause diseases such as root rot in nutrient solution in circulating hydroponic cultivation such as hydroponics or solid medium cultivation, Furthermore, it can also remove wastes (water-soluble organic matter) discharged from the roots. Such a hydroponic cultivation device does not require replacement of the nutrient solution, and is a hydroponic cultivation device that realizes no chemicals. It is preferably used. Background art
土の代わりに、 植物に必要な栄養成分を含む水溶液 (以下、 「培養液」 という) を使い、 作物を栽培する養液栽培は、 水耕栽培と固形培地耕栽培とに大別され、 水耕は、 湛液型水耕と培養液薄 水耕 (N F T) 、 固形培地耕はロックウール耕、 礫耕、 砂耕等に各々代表される。  Hydroponic cultivation for cultivating crops using an aqueous solution containing nutrients necessary for plants (hereinafter referred to as “culture liquid”) instead of soil is roughly classified into hydroponic cultivation and solid medium cultivation. Tillage is immersed water culture and culture liquid thin water culture (NFT), and solid culture cultivation is represented by rock wool cultivation, gravel cultivation, and sand cultivation.
平成 5 (1993)年度の、 我が国の養液栽培面積は 6 9 0 h aで、 湛液型水耕が 2 7 8 h a ( 4 0 %) と最も多く、 次いでロックウール耕 2 5 6 h a ( 3 7 %) 、 N F T 1 0 2 h a ( 1 5 %) であり、 この 3方式で、 全体の 9 2 %を占めている < 湛液型水耕と培養液薄膜水耕 (N F T) は、 培養液を再利用する循環式であり、 ロックウール耕では、 循環式と非循環 (掛け流し) 式があるが、 地下水や河川の 汚染等の環境問題から循環式に移行しつつある。  The hydroponics area in Japan in 1993 was 690 ha, with flooded hydroponics being the largest at 278 ha (40%), followed by rock wool cultivation at 256 ha (3 7%) and NFT 102 ha (15%), and these three methods account for 92% of the total. <Submerged hydroponic culture and culture thin film hydroponic (NFT) Rock wool cultivation has a recirculating type and a non-recycling type (flowing type), but it is shifting to a recirculating type due to environmental problems such as groundwater and river pollution.
現在、 市販されている主要な港液型水耕方式は、 M式水耕 ·協和式ハイポニカ •新和式等量交換水耕 ·新和式 N S水耕 '積水スィコゥメイト ·カネコ E K式ハ ィドロポニック · J T楽農次郎等である。 これらは、 いずれも、 栽培べッドが、 軽量のスチロール成型品で構成されており、 培養液を貯液槽に集めて循環する形  Currently, the main port liquid-type hydroponic systems on the market are M-type hydroponics · Kyowa-type hypoponica • Shinwa-type equivalent exchange hydroponics · Shinwa-type NS hydroponic JT Raku Nojiro and others. In each of these, the cultivation bed is composed of lightweight styrene molded products, and the culture solution is collected in a storage tank and circulated.
差替え用紙 (規則 26) 式と、 栽培ベッドが貯液槽を兼ね、 ベッド内で培養液を還流する形式のものとが ある。 いずれの水耕方式も、 独自の酸素富化の方式や、 給排液装置 ·培養液制御 方式等に特徴をもたせている。 湛液型水耕方式では、 根域に多量の培養液が存在 するので、 根温が温室内の気温に影饗されにくいという特徴がある。 培養液管理 は、 通常、 温度、 p H、 E C値で行っている。 Replacement form (Rule 26) There are two types, one in which the cultivation bed also serves as a liquid storage tank and the culture solution is refluxed in the bed. Each hydroponic system is characterized by its own oxygen enrichment system, supply / drainage system and culture solution control system. The submerged hydroponic method has a feature that the root temperature is not easily influenced by the temperature in the greenhouse because a large amount of culture solution exists in the root area. Culture medium is usually controlled by temperature, pH and EC value.
養液栽培は、 土壌伝染性病害を回避できる栽培方法として研究 ·開発されたた め、 連作障害が回避でき、 収穫量が多い点が最大の特徴といえる。 しかしその反 面、 土壤とは異なり、 病原菌に対する拮抗菌も存在しないため、 栽培ベッドや培 養液循環系に病原菌が飛び込んだときの被害は非常に大きいものとなる。 土壌の ような緩衝作用が少なく、 病原菌の拡散が容易で、 根との接触機会が多く、 培養 液中に菌が混入すると土耕よりも蔓延しやすい。  Hydroponic cultivation has been researched and developed as a cultivation method that can avoid soil-borne diseases, and its biggest feature is that continuous cropping failure can be avoided and the yield is large. However, on the other hand, unlike soil, there is no antagonistic activity against pathogenic bacteria, so the damage caused when the pathogens enter the cultivation bed or the culture solution circulation system is extremely large. It has little soil-like buffering action, easily spreads pathogens, has many opportunities for contact with roots, and spreads more easily than soil culture when bacteria are mixed in the culture solution.
一般に、 培養液中の病原菌は胞子、 菌糸や遊走子の形で液中を伝播し、 根から 侵入し、 根腐れ病などを引き起こす。 特に、 ピシゥム菌 · リゾク トニア菌 · フザ リゥム菌等による立ち枯れ病 ·萎〉!^は、 養液栽培作物のほとんどが被害の対象 となる。 病原菌に対する対策として、 通常は、 農薬が使用されており、 栽培物中 の残留農薬は、 土壌栽培物に比べ、—養液栽培物では、 その漉縮度が高くなりやす く、 人体に対する影饗が少ないとは言いきれず不安があった。 また、 培養液を交 換することも頻繁に行われているが、 地下水や河川の汚染等の環境問題からも、 コストや手間の点からも好ましい対処法とは言えない。 また、 消費者からは滅廣 薬、 無農薬化の要望が強く、 農薬を使用しない殺菌法が求められていた。 養液栽 培法において農薬を用いない殺菌法として、 紫外線 ·オゾン ·加熱などによる殺 菌方法が知られているが、 紫外線だけでは十分な効果得られ難く、 又、 加熱装置 やオゾン発生装置などの装置は維持管理が大変であったり、 高価である等の問題 があった。  In general, pathogens in a culture broth propagate in the form of spores, hyphae, and zoospores, invade from the roots, and cause root rot. In particular, damping-off and wilting caused by bacilli, rhizoctonia, fusaria, etc.! ^ Means that most hydroponic crops are affected. As a countermeasure against pathogenic bacteria, pesticides are usually used. Residual pesticides in cultivated crops are more likely to shrink in hydroponic cultures than in soil cultivated crops, and their effects on the human body are higher. I was uneasy because I could not say that there were few. Also, the culture medium is frequently replaced, but it is not a preferable solution from the viewpoint of environmental problems such as contamination of groundwater and rivers, as well as cost and labor. In addition, consumers have strongly demanded the use of pesticide-free and pesticide-free products, and a sterilization method that does not use pesticides has been demanded. As a sterilization method that does not use pesticides in the nutrient solution cultivation method, a sterilization method using ultraviolet light, ozone, heating, etc. is known, but it is difficult to obtain a sufficient effect only with ultraviolet light, and heating devices and ozone generators This equipment had problems such as difficult maintenance and high cost.
また、 これらの方法では、 養液栽培における循環式の場合必然的に生じる、 根 から排出される老廃物 (水溶性有機物) の蓄稹に対してはほとんど効果がなく、 培養液を定期的に交換する必要がある。  In addition, these methods have little effect on the storage of waste (water-soluble organic matter) discharged from roots, which is inevitable in the case of the hydroponic cultivation in a circulating system. Need to be replaced.
上述の従来の循環式養液栽培装置は、 培養液の交換が必要で、 殺菌装置が高価 だったり効果が不十分である等の問題を有するため、 消費者の無農薬化への要望  The above-mentioned conventional circulating nutrient cultivation equipment requires replacement of the culture medium, and has problems such as the expensive sterilization equipment and insufficient effectiveness.
- 2 - 差替え用紙 (規則 26) に答えることは難しく、 さらにあらゆる場合にその殺菌効果が十分というわけで もない。 このため人体に対する影饗ゃ瓌境問題を配慮した、 安価で、 病原菌の繁 殖を抑制し、 さらに、 植から排出される老廃物 (水溶性有機物) を除去でき、 培 養液の交換が不要な工業的に適用範囲の広い養液栽培装置、 および既存の養液栽 培装置に容易に取り付けることが出来る循環式養液栽培装置用殺菌装置が求めら れている。 発明の開示 -2-Replacement form (Rule 26) It is difficult to answer, and moreover, the bactericidal effect is not sufficient in every case. As a result, it is possible to control the growth of pathogenic bacteria at a low cost, taking into consideration the problem of environmental impact on the human body, to remove waste products (water-soluble organic substances) discharged from plants, and to replace the culture solution. There is a need for a hydroponic cultivation device that has a wide industrial application range and a sterilization device for a circulating hydroponic cultivation device that can be easily attached to existing hydroponic cultivation devices. Disclosure of the invention
そこで本発明者は、 上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、 水耕栽培や固 形培地耕栽培等の循環方式養液栽培において、 活性炭、 特に特定の物質を付着さ せた活性炭を用いた殺菌装置を用いることにより、 かかる課題が解決することを 見出し本発明に到達した。 すなわち本発明の目的は、 根から排出される老廃物 Accordingly, the present inventors have conducted intensive studies in order to solve the above-mentioned problems, and as a result, have found that activated carbon, especially activated carbon to which a specific substance has been adhered, is used in hydroponic cultivation, solid culture cultivation, and other circulating nutrient cultures. The present inventors have found out that such a problem is solved by using a sterilizing apparatus that has been used, and have reached the present invention. That is, the object of the present invention is to remove waste products from roots.
(水溶性有機物) を除去し、 さらに、 培養液中の根腐病などの病害の原因となる 病原菌の繁殖を抑制でき、 その結果、 培養液の交換の回数を著しく減らしたり、 場合によっては交換不要とできる養液栽培装置を提供することである。 (Water-soluble organic matter), and can inhibit the growth of pathogenic bacteria that cause diseases such as root rot in the culture solution.As a result, the number of exchanges of the culture solution can be significantly reduced or even replaced. An object of the present invention is to provide a hydroponic device that can be made unnecessary.
そしてかかる本発明の目的は、 活性炭を用いた循環式養液栽培装篋用殺菌装置 により達成される。  The object of the present invention is attained by a circulating type nutrient cultivation sterilizer using activated carbon.
、 より好ましくは活性炭が銀添着活性炭である循環式養液栽培装置用殺菌装置、 そしてさらに好適な態様として紫外線照射装蜃とニ酸化チタン槽を有する活性炭 を用いた循環式養液栽培装置用殺菌装置、 および活性炭が二酸化チタン表面付着 活性炭であり、 紫外線照射装雷を有する循環式養液栽培装 S用殺菌装置、 そして これらの殺菌装置を組み込んだ循環式養液栽培装置により容易に達成される。 図面の簡単な説明  More preferably, the sterilizing apparatus for a circulating nutrient cultivation apparatus in which the activated carbon is silver-impregnated activated carbon, and as a further preferred embodiment, the sterilizing apparatus for a circulating type nutrient cultivating apparatus using an activated carbon having an ultraviolet irradiation device and a titanium dioxide tank. The device and the activated carbon are activated carbon deposited on the surface of titanium dioxide, and can be easily achieved by a circulating type nutrient cultivation device S having a UV irradiation lightning arrestor and a circulating type nutrient cultivation device incorporating these sterilizing devices. . BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
図 1は本発明で用いることのできる一般的な循環式養液栽培装置に殺菌機能を 有する固定床タイプの活性炭充填槽を設置した模式図である。  FIG. 1 is a schematic diagram in which a fixed bed type activated carbon filling tank having a sterilizing function is installed in a general circulation type nutrient cultivation apparatus that can be used in the present invention.
図 2は本発明の循環式養液装置であつて活性炭充填槽が流動床タィプで培養液 タンクに隣接したものの模式図である。  FIG. 2 is a schematic view of the circulation type nutrient solution device of the present invention, in which an activated carbon filling tank is adjacent to a culture solution tank in a fluidized bed type.
図中、 1は栽培ベット、 2は給液ポンプ、 3は培養液タンク、 4は追肥装置、 5 一 3 一 差替え用紙 (規則 26) は殺菌機能を有する活性炭充填槽、 6は給液管、 7は廃液管、 8はポンプ、 9は 活性炭充填槽 (流動床) 、 1 0は二酸化チタンコートガラス管、 1 1は紫外線ラ ンプである。 以下、 本発明をより詳細に説明する。 In the figure, 1 is a cultivation bed, 2 is a feed pump, 3 is a culture tank, 4 is a fertilizer, 5 1 3 1 Replacement paper (Rule 26) Is an activated carbon filling tank with a sterilizing function, 6 is a supply pipe, 7 is a waste liquid pipe, 8 is a pump, 9 is an activated carbon filling tank (fluidized bed), 10 is a titanium dioxide coated glass tube, and 11 is an ultraviolet lamp. is there. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
本発明の養液栽培装置は、 従来の養液栽培装置に活性炭を用いた殺菌装置を組 み込んだものであり、 該活性炭を用いた殺菌装置以外は従来のものをそのまま使 用できる。 もちろん既設の養液栽培装置に本発明を特徴づける活性炭を用いた殺 菌装置を付加してもよい。  The hydroponic cultivation apparatus of the present invention is obtained by incorporating a sterilizing apparatus using activated carbon into a conventional hydroponic cultivation apparatus, and a conventional apparatus can be used as is except for the sterilizing apparatus using activated carbon. Of course, a sterilizing device using activated carbon which characterizes the present invention may be added to the existing hydroponic cultivation device.
なお、 本発明の装置で活性炭を用いる形態としては、 例えば充填槽に活性炭を 充填して養液を通じる等、 赛液を活性炭により殺菌しうる形態であれば特に限定 されるものではない。  The form in which the activated carbon is used in the apparatus of the present invention is not particularly limited, as long as the activated liquid can be sterilized by the activated carbon, for example, by filling a filling tank with activated carbon and passing a nutrient solution.
本発明で用いられる活性炭としては、 粒状または繊維状活性炭が好ましく、 ャ シ殻、 木材、 大鋸屑、 木炭、 クルミ殻等の植物系、 レキ靑炭、 無煙炭、 褐炭、 亜 炭、 草炭、 泥炭、 コークス、 コールタール、 石炭ピッチ、 石油ピッチ等の鉱物系、 レイヨン、 アクリル、 フ-ノール、 石炭系ピッチ等の繊維系活性炭が好適に使用 される。 活性炭の吸着能は、 比表面稂に大きく依存するので、 比表面穣の大きい ものは少量でも良く、 小さいものは多量に必要となる。 活性炭充填槽の大きさの 制約から、 低比表面積のものを大量に使用するのは好ましいとは言えない。 比表 面積としては 1 O O m 2/ g以上が望ましく、 使用する水惫に併せて、 活性炭の使 用量を決定すれば良い。 例えば、 活性炭の交換を 1年に 1回行う場合、 1 0 0 t の水量に対し、 1 0 0 0 m 2/ g程度の活性炭を使用する場合であれば、 最低 1 0 k g以上が適当である。 好ましくは 1 0 0 tの水量に対し、 1 0〜 5 0 0 k g、 より好ましくは 5 0〜3 0 0 k gである。 かかる範囲の使用量において、 養液中 の病原菌に対し最も効果がある。 活性炭充填槽は、 固定床でも流動床でも問わず、 上向流でも下向流でも良い。 As the activated carbon used in the present invention, granular or fibrous activated carbon is preferable. Minerals such as coal tar, coal pitch and petroleum pitch, and fibrous activated carbon such as rayon, acryl, phenol and coal pitch are preferably used. Since the adsorption capacity of activated carbon greatly depends on the specific surface 稂, those with a large specific surface may be used in small quantities, and those with small specific surfaces are required in large quantities. Due to the size of the activated carbon tank, it is not preferable to use a large amount of tanks with low specific surface area. The specific surface area is desirably 100 m 2 / g or more, and the amount of activated carbon used may be determined according to the water used. For example, when performing a single exchange of activated carbon per year, with respect to water of 1 0 0 t, 1 0 0 0 In the case of using m 2 / g approximately charcoal, minimum 1 0 kg or more suitable is there. Preferably, the amount is 100 to 500 kg, more preferably 50 to 300 kg, with respect to the amount of water of 100 t. When used in such a range, it is most effective against pathogenic bacteria in nutrient solutions. The activated carbon filling tank may be either fixed bed or fluidized bed, and may be upward flow or downward flow.
本発明で用いられる活性炭において好適なものの一つが銀あるいは銀化合物を 付着させた銀添着活性炭である。 銀添着活性炭とは、 活性炭表面に銀あるいは銀 化合物が付着しているものであれば、 その製法は問わない。 銀添着量については、 一 4 一  One of the preferred activated carbons used in the present invention is silver-impregnated activated carbon to which silver or a silver compound is adhered. Silver-impregnated activated carbon is not particularly limited as long as it has silver or a silver compound attached to the activated carbon surface. Regarding the amount of silver impregnated,
差替え用紙 (規則 26) 0 . 0 0 1 w t %〜 3 w t %程度が好ましく、 養液中への銀イオンの溶出濃度で表 せば、 2 0 p p b以上になるように調節すれば良い。 Replacement form (Rule 26) It is preferably about 0.001 wt% to 3 wt%, and it may be adjusted to be 20 ppb or more in terms of the concentration of silver ion eluted in the nutrient solution.
通常の、 特に銀等が付着していない活性炭を使用する場合には、 活性炭のみで は殺菌効果が低いので、 光触媒二酸化チタンを充填した二酸化チタン槽を設けて もよい。 具体的な二酸化チタン槽の一例としては、 ガラス管あるいはガラス繊維 に T i 02をゾルゲル法でコートしたものが挙げられ、 これに紫外線を照射するこ とにより、 光触媒である二酸化チタンが紫外光により励起され、 正孔を生じ、 そ の表面で起こる O Hラジカルの酸化作用により、 殺菌が可能となる。 この場合、 活性炭充填槽は、 二酸化チタン槽の前でも後でもかまわないが、 二酸化チタン槽 の汚れによる紫外線照射効果の低滅防止のため、 二酸化チタン槽の前に設置する ことがより好ましい。 When using ordinary activated carbon, particularly to which silver or the like is not attached, since activated carbon alone has a low sterilizing effect, a titanium dioxide tank filled with photocatalytic titanium dioxide may be provided. As specific examples of the titanium dioxide tank include those coated with T i 0 2 in a glass tube or glass fibers by a sol-gel method, by a child ultraviolet irradiation thereto, the titanium dioxide ultraviolet light is photocatalyst Excited by the cations, holes are generated, and the oxidizing action of OH radicals on the surface enables sterilization. In this case, the activated carbon filling tank may be placed before or after the titanium dioxide tank. However, it is more preferable to install the activated carbon filling tank before the titanium dioxide tank in order to prevent the ultraviolet irradiation effect from being reduced due to the contamination of the titanium dioxide tank.
二酸化チタンの結晶形としては、 アナターゼ型とルチル型が好ましく、 バンド ギャップの点で、 アナターゼ型の方がより好ましい。 ガラス管やガラス繊維への コーティング膜は、 1次粒子径の小さな多孔質膜が好ましく、 1次粒子径として は Ι μ πι以下、 さらに好ましくは、 1 0 0 n m以下が好ましい。 コーティング法に ついては、 多層コ一ティングによる多孔質膜とするため、 ディップコート法が適 している。  As the crystal form of titanium dioxide, anatase type and rutile type are preferable, and anatase type is more preferable in terms of band gap. The coating film on the glass tube or glass fiber is preferably a porous film having a small primary particle diameter, and the primary particle diameter is preferably Ιμπι or less, more preferably 100 nm or less. For the coating method, a dip coating method is suitable for forming a porous film by multilayer coating.
使用する光源は、 3 8 0 n m以下の波長を含んでいれば良く、 特に制限するも のではない。 紫外線照度としては、 1 0 μ w/ c m 2以上が好ましい。 The light source used need only include a wavelength of less than or equal to 380 nm, and is not particularly limited. The UV illuminance is preferably 10 μw / cm 2 or more.
表面に二酸^;チタンが存在する活性炭を利用すれば、 紫外線照射装置が必要で あるが、 二酸化チタン槽が不要になり、 前記装置はさらにコンパク トになる。 さ らに、 活性炭表面に吸着され、 濃縮された老廃物が二酸化チタンの光触媒効果に より分解していくため、 他の活性炭よりも長期問連続使用可能となるといつた利 点がある。  If activated carbon having titanium dioxide on its surface is used, an ultraviolet irradiation device is required, but a titanium dioxide tank is not required, and the device becomes more compact. Furthermore, waste products adsorbed and concentrated on the surface of activated carbon are decomposed by the photocatalytic effect of titanium dioxide, and have the advantage that they can be used for a longer period of time than other activated carbons.
二酸化チタン表面付着活性炭粒子充填槽に紫外線を照射することにより、 光触 媒である二酸化チタンが紫外光により励起され、 正孔を生じ、 その表面で起こる O Hラジカルの酸化作用により、 殺菌および老廃物 (水溶性有機物) の分解除去 を行うものであり、 さらに、 活性炭により、 より効率良く、 根から排出される老 廃物 (水溶性有機物) を吸着除去できる面期的養液栽培装置である。 一 5 -  By irradiating the activated carbon particle-filled tank with titanium dioxide on the surface with ultraviolet light, the photocatalyst, titanium dioxide, is excited by ultraviolet light, generating holes, and oxidizing OH radicals that occur on the surface, resulting in sterilization and waste products. (Water-soluble organic matter) is decomposed and removed. In addition, the activated carbon is a surface hydroponics equipment that can more efficiently adsorb and remove waste (water-soluble organic matter) discharged from the roots. One 5-
差替え用紙 (規則 26) 本発明で用いられる二酸化チタン表面付着活性炭としては、 本発明者らが先に 出願した、 二酸化チタンが表面に存在し、 明度 L値が 5 0以下であることを特徴 とする活性炭 (特願平 7— 0 3 7 7 5 8 ) あるいは、 石炭を粉碎し、 造粒し、 解 砕し、 炭化し、 賦活して石炭系活性炭を製造する方法において、 造粒前の石炭に、 二酸化チタンを添加することを特徴とする石炭系活性炭 (特願平 7— 1 8 7 9 5 4 ) あるいは、 原料炭を微粉砕し、 粘結材と混練し、 造粒し、 硬化炭化し、 賦活 して造粒活性炭を製造する方法において、 造粒前の原料炭に、 二酸化チタンを添 加することを特徴とする造粒活性炭 (特願平 7— 2 2 1 9 6 5 ) 等の活性炭が好 適に使用できる。 活性炭表面上の二酸化チタンの!:については、 活性炭と二酸化 チタンの各粒子の大きさ、 二酸化チタンの分布 (表面のみか造粒時に均一混合し てしまう力 等によって重量%で表すとかなり異なってしまうため、 二酸化チタ ンが表面を覆いつく して、 活性炭自身の吸着作用を阻害せず、 かつ表面に、 効果 を得るのに十分な二酸化チタンが存在している状態を表面の明度で示すものであ る。 かかる明度の測定方法としては、 分光式色差計で 0度照明一 4 5度受光の光 学条件で丸ガラスセルに充填して行う。 Replacement form (Rule 26) As the activated carbon to be applied to the surface of titanium dioxide used in the present invention, an activated carbon filed by the present inventors, characterized in that titanium dioxide is present on the surface and has a lightness L value of 50 or less (Japanese Patent Application No. 7-0 3 7 7 5 8) Alternatively, in a method of manufacturing coal-based activated carbon by pulverizing, granulating, crushing, carbonizing, and activating coal, adding titanium dioxide to coal before granulation Activated carbon (Japanese Patent Application No. 7-118795) or pulverized coking coal, kneaded with a binder, granulated, hardened carbonized, and activated In the method for producing granulated activated carbon, activated carbon such as granulated activated carbon (Japanese Patent Application No. 7-221969) characterized by adding titanium dioxide to raw material carbon before granulation is suitable. Can be used. Of titanium dioxide on activated carbon surface! : Regarding activated carbon and titanium dioxide, the size of each particle and the distribution of titanium dioxide (whether expressed in terms of% by weight, depending on the surface alone or the force of uniform mixing during granulation, etc.) The surface brightness indicates the state in which activated carbon itself is covered and titanium dioxide does not hinder the adsorption action of the activated carbon itself, and sufficient titanium dioxide is present on the surface to obtain the effect. The method is to fill a round glass cell under the optical conditions of 0 degree illumination and 45 degree light reception with a spectrophotometer.
二酸化チタン表面付着活性炭粒子'充填槽の形状は、 効率良く紫外線を照射する 点から円筒または、 平板上が好ましく、 前者の場合は、 2重管とし内管に光源を、 後者では、 外部に光源を設 Sすることが好ましい。 使用する光源の波長と照度に ついては、 前述の二酸化チタン槽を用いる場合と同様である。  Activated carbon particles adhering to the surface of titanium dioxide are preferably shaped as cylinders or flat plates in order to efficiently irradiate ultraviolet rays.In the former case, a double tube is used as the inner tube and a light source is used in the inner tube. It is preferable to set S. The wavelength and illuminance of the light source used are the same as in the case of using the titanium dioxide tank described above.
本発明の養液殺菌方法の一例を図 1及び図 2を用いて説明する。  One example of the nutrient solution sterilization method of the present invention will be described with reference to FIGS.
図 1は、 一般的な循環式養液栽培装置に殺菌機能を有する固定床タイプの活性 炭充填槽を設置した模式図である。 図 1中、 1は栽培ベッ ト、 2は給液ポンプ、 3は培養液タンク、 4は追肥装置、 5は殺菌機能を有する活性炭充填槽、 6は給 液管、 7は廃液管である。  FIG. 1 is a schematic diagram showing a fixed-bed type activated carbon filling tank having a sterilizing function installed in a general circulation type nutrient cultivation apparatus. In FIG. 1, 1 is a cultivation bed, 2 is a liquid supply pump, 3 is a culture liquid tank, 4 is a fertilizer, 5 is an activated carbon filling tank having a sterilizing function, 6 is a liquid supply pipe, and 7 is a waste liquid pipe.
活性炭充填槽の設置方法としては、 培養液タンクからポンプで汲み上げて殺菌 機能を有する活性炭充填槽を通して培養液タンクに戻すといったように培養液タ ンクに隣接して設置するか、 6の給液管の途中に設置するかのどちらかが好まし レ、。  The activated carbon filling tank can be installed either next to the culture tank, such as by pumping it from the culture tank and returning it to the culture tank through an activated carbon tank that has a sterilizing function. Either of them is preferable.
図 2に、 活性炭充填槽が流動床タイプで培養液タンクに隣接した場合の模式図 一 6 一  Figure 2 shows a schematic diagram when the activated carbon filling tank is of the fluidized bed type and is adjacent to the culture solution tank.
差替え用紙 (規貝 IJ26) を示す。 図 2中、 8はポンプ、 9は活性炭充填槽 (流動床) 、 10は二酸化チタ ンコートガラス管、 11は紫外線ランプである。 Replacement paper (Kaikai IJ26) Is shown. In FIG. 2, 8 is a pump, 9 is an activated carbon filling tank (fluidized bed), 10 is a titanium dioxide coated glass tube, and 11 is an ultraviolet lamp.
図 2においては、 活 炭充填層は流動床タイプとしたが、 固定床とすることも でき、 特に限定されるものではない。 活性炭として、 二酸化チタン表面付着活性 炭を用いる場合は、 紫外線ランプを 10、 1 1のように設置すればよい。  In FIG. 2, the activated carbon packed bed is a fluidized bed type, but may be a fixed bed, and is not particularly limited. If titanium dioxide surface-adhesive activated carbon is used as the activated carbon, an ultraviolet lamp may be installed as shown at 10,11.
図 2においては、 紫外線ランプは外部設置型としたが、 ガラス管を 2重とし、 中心部に紫外線ランプを設 Sしてもかまわない。 ガラスの材質は、 紫外線透過率 の高い石英管がより好ましいが、 パイレックス等の通常のガラス管でも良い。 実施例  In FIG. 2, the ultraviolet lamp is externally mounted, but the glass tube may be doubled and an ultraviolet lamp may be installed at the center. As the glass material, a quartz tube having a high ultraviolet transmittance is more preferable, but an ordinary glass tube such as Pyrex may be used. Example
以下、 本発明を実施例により更に詳細に説明する。  Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
実施例 1 Example 1
養液栽培で問題となる病原菌について、 殺菌試験を行った。 三菱化学製銀添着 活性炭 (銀含有量 1. 9%、 粒径 0. 35〜0. 71mm、 比表面穣 1000 m Vg) を 120 ^で 20分高圧蒸気滅菌処理した。 この滅菌処理した銀添着活性 0.05 gと軟腐柄菌 (Erwinia carotovora ssp. carotvora) 度力 106〜1 07CFU/mlの 5 m 1の水溶液を内径 36 mmのガラス容器に入れ、 25 に保った。 菌数の算出は、 0. 1 m 1サンプリング後、 100倍に希釈し、 希釈平板法により 寒天培地で行った。 初濃度は 1 X 1 07CFU/mlであり、 2時間後の菌数は 1 X 1 0 3CFU/ml以下であった。 液中の銀溏度を I CP発光分光分析法で測定したところ、 0. 54 p pmであった。 このように、 銀添着活性炭により養液栽培において問 題となる病原菌の殺菌に大きな効果を上げることができることがわかる。 A bactericidal test was performed on the pathogenic bacteria that pose a problem in hydroponics. Activated carbon (silver content: 1.9%, particle size: 0.35 to 0.71 mm, specific surface: 1000 mVg) manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd. was subjected to high-pressure steam sterilization with 120 ^ for 20 minutes at 120 ^. Put this sterilized silver impregnated active 0.05 g and soft-rot Pattern bacterium (Erwinia carotovora ssp. Carotvora) of force 10 6 ~1 0 7 CFU / ml aqueous solution of 5 m 1 of a glass container having an inner diameter of 36 mm, maintained at 25 Was. The calculation of the number of bacteria was carried out on an agar medium by a dilution plate method after diluting 100 times after sampling 0.1 ml. The initial concentration was 1 × 10 7 CFU / ml, and the number of bacteria after 2 hours was 1 × 10 3 CFU / ml or less. The degree of silver in the solution was measured by ICP emission spectroscopy and found to be 0.54 ppm. Thus, it can be seen that silver-impregnated activated carbon has a great effect on disinfecting pathogenic bacteria, which is a problem in hydroponics.
実施例 2 Example 2
軟腐柄 の代わりに卜マト? 齒 (Fusarium oxysporum f. lycopersiciの小 型分生胞子) を用いた以外は、 実施例 1と同様にして実験を行った。 初瀵度は 8 X 106CFU/mlであり、 2時間後の菌数は 7 X 105CFU/mlであった。 このように、 銀添着活性炭により養液栽培において問題となる病原菌の殺菌に大きな効果を上 げることができることがわかる。 Tomato instead of soft rot? The experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that a tooth (a small conidiospore of Fusarium oxysporum f. Lycopersici) was used. The initial concentration was 8 × 10 6 CFU / ml, and the bacterial count after 2 hours was 7 × 10 5 CFU / ml. Thus, it can be seen that silver-impregnated activated carbon can have a great effect on disinfecting pathogenic bacteria, which is a problem in hydroponics.
比較例 1 Comparative Example 1
差替え用紙 (規則 26) 銀添着活性炭の代わりに三菱化学製活性炭ダイァホープ 006 S (粒径 0. 3 5〜0. 71mm、 100 OmVg) を用いた以外は実施例 1と同様にして実験 を行った。 2時間後の菌数は、 3 X 10 sCFU/tnlであった。 Replacement form (Rule 26) The experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that activated carbon DIAHOPE 006S (particle size: 0.35 to 0.71 mm, 100 OmVg) manufactured by Mitsubishi Chemical was used instead of the silver-impregnated activated carbon. The bacterial count after 2 hours was 3 × 10 s CFU / tnl.
比較例 2 Comparative Example 2
銀添着活性炭の代わりに三菱化学製活性炭ダイァホープ 006 S (粒径 0. 3 5〜0. 71mm、 100 OmVg) を用いた以外は実施例 2と同様にして実験 を行った。 2時間後の菌数は、 7 X 10 eCFU/mlであった。 産業上の利用可能性 An experiment was performed in the same manner as in Example 2 except that activated carbon DIAHOPE 006S (particle size: 0.35 to 0.71 mm, 100 OmVg) manufactured by Mitsubishi Chemical was used instead of the silver-impregnated activated carbon. The bacterial count after 2 hours was 7 × 10 e CFU / ml. Industrial applicability
本発明の循環式養液栽培装置用殺菌装置及びこれを用いた養液栽培装置は、 根 から排出される老廃物 (水溶性有機物) を除去し、 さらに、 培養液中の根腐病な どの病害の原因となる病原菌の繁殖を抑制でき、 その結果、 培養液の交換が不要 あるいは交換回数を激減させることができ、 消費者の無農薬化要望に答えられ、 多大な工業的利益を提供するものである。  INDUSTRIAL APPLICABILITY The sterilizing apparatus for a circulation type hydroponic culture device and the hydroponic culture device using the same according to the present invention remove waste products (water-soluble organic substances) discharged from roots and further remove root rot in the culture solution. Propagation of pathogenic bacteria causing disease can be suppressed, and as a result, the culture medium does not need to be replaced or the number of replacements can be drastically reduced, responding to consumers' demand for eliminating pesticides and providing tremendous industrial benefits. Things.
一 8 一 One eight one
差替え用紙 (規貝 IJ26)  Replacement paper (Kaikai IJ26)

Claims

請 求 の 範 囲 The scope of the claims
1 . 活性炭を用いた循環式養液栽培装置用殺菌装置。 1. A sterilizer for activated carbon hydroponic cultivation equipment using activated carbon.
2 . 活性炭が銀添着活性炭である請求項 1記載の循環式養液栽培装置用殺菌装 置。  2. The sterilizing apparatus for a circulating hydroponic system according to claim 1, wherein the activated carbon is silver-impregnated activated carbon.
3 . 紫外線照射装置及び二酸化チタン槽を有する請求項 1又は 2に記載の循環 式養液栽培装置用殺菌装置。  3. The sterilizing apparatus for a circulating hydroponic system according to claim 1 or 2, further comprising an ultraviolet irradiation device and a titanium dioxide tank.
4 . 活性炭が二酸化チタン表面付着活性炭であり、 紫外線照射装置を有する請 求項 1乃至 3の何れかに記載の循環式養液栽培装置用殺菌装置。  4. The sterilizing device for a circulating nutrient cultivation device according to any one of claims 1 to 3, wherein the activated carbon is titanium dioxide surface-attached activated carbon and has an ultraviolet irradiation device.
5 . 請求項 1乃至 4記載の殺菌装霾を有する循環式養液栽培装置。  5. A circulating nutrient cultivation apparatus having the sterilizing information according to claim 1 to 4.
6 . 請求項 1乃至 4の何れかに記載の殺菌装置を用いる養液殺菌方法。  6. A method for sterilizing nutrient solution using the sterilizer according to any one of claims 1 to 4.
9 一 9 one
差替え用紙 (規貝リ 26)  Replacement paper (26)
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