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水中放電を利用した養液再生利用手法の検討

研究課題

研究課題/領域番号 21658082
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 農業環境工学
研究機関岩手大学

研究代表者

颯田 尚哉  岩手大学, 農学部, 教授 (20196207)

研究分担者 立石 貴浩  岩手大学, 農学部, 准教授 (00359499)
高木 浩一  岩手大学, 工学部, 准教授 (00216615)
研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2009年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワード水中放電 / 殺菌 / 養液栽培 / 養液再生 / 過酸化水素 / 窒素溶解
研究概要

農産物の安全・安心確保の観点から、養液栽培の重要度が増している。養液栽培はコストを削減することが課題であり水中放電による殺菌と窒素供給効果によコスト養液再生方法の開発を試みた。
(1)昨年度は、コンデンサのみを用いた針-平板型リアク多により、菌の不活性化と窒素の溶解効果を検討したが、投与した電気エネルギーが発熱など殺菌に寄与するラジカル生成に必ずしも利用されないことがわかり、今年度は磁気パルス圧縮回路による針-針型リアクタに改良した。この装置を用いて、t.viride, S.cerevisiae, B.subtilis, E.coliについて印加電圧の効果を確認した。その結果t.viride, S.cerevisiae, E.coliは、投与エネルギーに応じて顕著な殺菌効果がみられた。
栽培槽と溶液槽をポンプで連結した栽培システムを構築するための実験として、有機染料による脱色実験(300mlの模擬廃水を20m1/minで循環)を行った。溶液槽(放電槽)では時間遅れがあるものの栽培槽では、バッチ系とほぼ同じ速度で脱色率100%磯に到達した。流れ系での殺菌実験でもバッチ実験とほぼ同じ結果が得られ、流れ系での利用が可能であることがわかった。
(2)流れ系でのコマツナ栽培では、常時湛水されるため根腐れ等の危険があるため、溶液槽を2日に一度放電する断続放電栽培実験(人工土+鶏糞炭の培土)を曝気放電無し、曝気のみの条件と比較して行った。1回の水中放電は0.5L/minで空気30分、酸素10分とした。その結果、無処理区<曝気のみ<放電の順で乾燥重量が増加し、成長が促進した。一般細菌数は放電前で無処理区よりも2桁程度低く、放電処理後は4桁程度低くなり、断続放電条件でも放電により栽培中は、一般細菌数が低く維持されることがわかった。溶液のpHは、放電条件でもpH5程度に維持され、鶏糞炭により中和が期待できることがわかった。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] パルスパワー・プラズマの農業・食品分野への応用2010

    • 著者名/発表者名
      高木浩一
    • 雑誌名

      静電気学会論文誌A

      巻: 130 ページ: 963-971

    • NAID

      10026693638

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] 水中プラズマを用いたジクロロメタン分解に関する基礎的研究2010

    • 著者名/発表者名
      米澤彩子、颯田尚哉、高木浩一
    • 雑誌名

      第16回地下水・土壌汚染とその防止策に関する研究集会講演集

      巻: 16 ページ: 181-184

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] パルスパワー技術の農業・食品分野へ応用2009

    • 著者名/発表者名
      高木浩一
    • 雑誌名

      電気学会論文誌A 129

      ページ: 439-445

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 水中放電による殺菌効果の検討2010

    • 著者名/発表者名
      渡邉翔太、高木浩一、颯田尚哉
    • 学会等名
      電気関係学会東北支部連合大会
    • 発表場所
      八戸工業大学
    • 年月日
      2010-08-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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