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JP2011130724A - System of promoting carbon dioxide absorption by phanerophyte and aquatic plant, and method for promoting carbon dioxide absorption by plant - Google Patents

System of promoting carbon dioxide absorption by phanerophyte and aquatic plant, and method for promoting carbon dioxide absorption by plant Download PDF

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JP2011130724A
JP2011130724A JP2009294499A JP2009294499A JP2011130724A JP 2011130724 A JP2011130724 A JP 2011130724A JP 2009294499 A JP2009294499 A JP 2009294499A JP 2009294499 A JP2009294499 A JP 2009294499A JP 2011130724 A JP2011130724 A JP 2011130724A
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gas
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liquid
microbubbles
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Japanese (ja)
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Sakae Shibusawa
栄 澁澤
Tomotaka Marui
丸井智敬
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system and a method for (1) preventing global warming by reducing greenhouse effect gas by immobilizing carbon dioxide gas, and (2) bringing carbon dioxide gas generated by burning into carbohydrate by carbon-dioxide assimilation and converting into food so as to be contributory to solve food problems. <P>SOLUTION: This system is such that for phanerophyte, carbon dioxide microbubble water containing minute bubbles made by bubbling carbon dioxide with a microbubbler is brought to mist and sprayed to the plants, and for aquatic plants, there is no need of bringing to mist, and carbon dioxide microbubble water containing minute bubbles made by bubbling carbon dioxide is directly added to freshwater/seawater near the plants. For both the plants, in a hermetically-sealed large-scaled structure covering growing plants, gas inside the structure is mixed to dilute carbon dioxide to be absorbed and control desired absorption. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、マイクロバブルが生物の物質吸収を促進するという公知の知見から創案されたもので、マイクロバブルの微小泡をなす気体は、二酸化炭素成分濃度が比較的高いもの用いる。   The present invention was devised from the well-known knowledge that microbubbles promote the absorption of biological substances, and the gas forming the microbubbles of microbubbles has a relatively high carbon dioxide component concentration.

植物の二酸化炭素吸収は、非特許文献1の博士論文に記載されているように、周囲気体の二酸化炭素濃度に依存性がある。当然ながら、必ずしも濃度が濃ければ濃いほどよい、というものではなく、適切な濃度範囲があるし、非線形的で複雑な相関である。しかも、植物種やそれらの状態に応じて異なることは容易に想像される。   As described in the doctoral dissertation of Non-Patent Document 1, plant carbon dioxide absorption depends on the carbon dioxide concentration of the surrounding gas. Naturally, the higher the density, the better. The density range is appropriate, and the correlation is nonlinear and complicated. Moreover, it is easily imagined that it differs depending on the plant species and their state.

非特許文献1は、こういった非線形的で複雑な相関を研究したものであり、かかる相関を適宜、実験データから回帰的に決定できることを示している。   Non-Patent Document 1 studies such a nonlinear and complex correlation, and shows that such a correlation can be determined recursively from experimental data as appropriate.

また非特許文献1では、葉の気孔開度を顕微鏡下で観察しながら、周囲気体の二酸化炭素濃度と開度との関係にも相関があることを示している。   Non-Patent Document 1 shows that the relationship between the carbon dioxide concentration of the surrounding gas and the opening degree is also correlated while observing the pore opening degree of the leaves under a microscope.

ここにおいて文献中の明記はないが、気孔での二酸化炭素吸収は、「ガスフェーズ」の二酸化炭素が直接的に気孔に吸収されるものではなく、水分の存在が重要であることが示唆される。   Although there is no clarification in the literature here, carbon dioxide absorption in the pores suggests that the presence of moisture is important because carbon dioxide in the “gas phase” is not directly absorbed into the pores .

すなわち、水分がなければ吸収量が落ちる、または、気孔が開かない、といった知見も別途あることから、二酸化炭素が水分に溶けた溶存ガスの状態、またはそれに類似した状態で気孔近傍に付着・気孔部位に移動し、適宜吸収される、と考えられる。   In other words, since there is another knowledge that the amount of absorption decreases or the pores do not open if there is no water, carbon dioxide is dissolved in water or in a state similar to that of dissolved gas. It is thought that it moves to the site and is absorbed as appropriate.

一方、いわゆる「マイクロバブル」というものが公知である(非特許文献2参照)。これを二酸化炭素が水分に溶けた溶存ガスの状態に類似した状態、として利用する、というアイデアをここで提案したい。   On the other hand, so-called “microbubbles” are known (see Non-Patent Document 2). I would like to propose here the idea of using this as a state similar to the state of dissolved gas in which carbon dioxide is dissolved in moisture.

マイクロバブルには通常の気泡とは異なった性質がある、とされている。この「マイクロバブル」には、低濃度タイプ:直径が30μm 付近に分布のピークがあり、気泡濃度としては数百個/mL 程度で、見た目は水が少し曇った状態のものがある。および、「マイクロバブル」には、高濃度タイプ:10μm 付近に気泡分布のピークがあり、気泡個数は数千個/mL 以上、見た目は牛乳のような状態のものもある。   Microbubbles are said to have different properties from ordinary bubbles. This “microbubble” has a low concentration type: there is a distribution peak around 30 μm in diameter, the bubble concentration is about several hundreds / mL, and the appearance is that the water is slightly cloudy. “Microbubbles” have a high concentration type: a bubble distribution peak in the vicinity of 10 μm, the number of bubbles is more than several thousand / mL, and there are some that look like milk.

本発明においては、この「マイクロバブル」を前記「二酸化炭素が水分に溶けた溶存ガスの状態に類似した状態」とすると、植物の気孔での二酸化炭素吸収が飛躍的に向上する、という予見から発明された。   In the present invention, if the “microbubble” is the “state similar to the state of dissolved gas in which carbon dioxide is dissolved in water”, the carbon dioxide absorption in the pores of the plant is greatly improved. Invented.

このアイデアの原点となった他の知見:「マイクロバブルが動物細胞の物質取込みを促進する」ことについて説明する。すなわち、動物細胞の表面近傍にマイクロバブルが含有した液体があると、それが細胞膜に刺激を与え、細胞膜での物質取り込み(エンドサイト−シス)が促進される、という知見である。   Other findings that led to this idea are explained: “Microbubbles promote the uptake of animal cells”. That is, it is a finding that when there is a liquid containing microbubbles in the vicinity of the surface of an animal cell, it stimulates the cell membrane and promotes substance uptake (endocytosis) at the cell membrane.

具体的には、海中マイクロバブリングで牡蠣やホタテ貝が物質取込みを促進されるため、その大きさが肥大化する。すでに牡蠣養殖、ホタテ貝養殖では実用化され商品が市場に出ている。   Specifically, oysters and scallops are encouraged to take up substances by subsea micro-bubbling, which increases the size. Already put into practical use in oyster farming and scallop farming, products are on the market.

また、人体においてもマイクロバブリングを風呂で行う状態にて、皮膚表面の血流を測定すると血流値が上がるというデータがとられている。このことから人体の細胞レベルでヘモグロビンから酸素を受け二酸化炭素をはき出すという細胞活動の活性化が見られ、前者の酸素取込みという物質取込みの促進現象が起こっている。   Further, in the human body, data is taken that the blood flow value increases when the blood flow on the skin surface is measured in a state where micro bubbling is performed in a bath. For this reason, activation of cellular activity of receiving oxygen from hemoglobin and expelling carbon dioxide at the cellular level of the human body is observed, and the former phenomenon of promoting oxygen uptake, which is oxygen uptake, has occurred.

そういった促進現象の気体効果として、(1)細胞培養に要する時間が短縮される、(2)通常細胞をiPS化するための物質取り込みが促進され、iPS細胞(誘導多能性幹細胞)獲得歩留まりが向上する、その他の、おもにバイオテクノロジー分野での研究が行われている。   As a gas effect of such an acceleration phenomenon, (1) time required for cell culture is shortened, (2) substance uptake for converting normal cells into iPS is promoted, and iPS cell (induced pluripotent stem cell) acquisition yield is increased. Improvements are being conducted, mainly in the biotechnology field.

ここで、前記の「マイクロバブル」2種:低濃度タイプ(30μm)、高濃度タイプ(10μm)による経験的差異は、概して、高濃度タイプ(10μm)の与える種々の効果の方が、低濃度タイプ(30μm)のそれよりもはるかに大きいということである。   Here, empirical differences between the above-mentioned two types of “microbubbles”: the low concentration type (30 μm) and the high concentration type (10 μm) generally indicate that the various effects given by the high concentration type (10 μm) are lower. It is much larger than that of the type (30 μm).

ゆえに本発明の実施の際も同様に、高濃度タイプ(10μm)にて実施するのがよりよい効果を与える。   Therefore, when the present invention is carried out, the high concentration type (10 μm) is similarly effective.

高濃度タイプ(10μm)マイクロバブルを生成する技術は、たとえば、特許文献1に記載されている。それに対し、低濃度タイプ(30μm)あるいは、さらにバブル径が大きな低級(ミリスケール)タイプの技術が特許文献2および特許文献3に記載されている。   A technique for generating high-concentration type (10 μm) microbubbles is described in Patent Document 1, for example. On the other hand, Patent Document 2 and Patent Document 3 describe low-concentration type (30 μm) or lower (millimeter-scale) type technologies having a larger bubble diameter.

特許文献1および特許文献2には、本発明とほぼ同じコンセプトである、マイクロバブル等の微細気泡による「細胞の外部からの物質吸収の促進」についての記述が散見される。しかし、植物の二酸化炭素吸収についての明確な記載はないので、本発明の特許性を損なうものではない。   In Patent Document 1 and Patent Document 2, there is a description of “promotion of substance absorption from the outside of a cell” by microbubbles such as microbubbles, which is the same concept as the present invention. However, since there is no clear description about the carbon dioxide absorption of plants, the patentability of the present invention is not impaired.

図1が本発明の概要説明のための模式図である。従来の研究等による知見(従来技術)では、植物を二酸化炭素ガスの高圧環境に置いたり、二酸化炭素富裕なガスを植物に吹きかけたりしていたが、二酸化炭素の顕著な吸収促進効果は得られなかった。   FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the outline of the present invention. According to knowledge (conventional technology) based on conventional research, plants were placed in a high-pressure environment of carbon dioxide gas or carbon dioxide-rich gas was sprayed on the plant, but a significant absorption promotion effect of carbon dioxide was obtained. There wasn't.

本発明では、二酸化炭素をマイクロバブルの微小泡の気体源としたマイクロバブル含有液体組成物、ならびに、その液体組成物をミスト化して植物に与えることで解決した(図1の右側参照)。   In the present invention, the microbubble-containing liquid composition using carbon dioxide as a gas source of microbubbles and the liquid composition were solved by misting the liquid composition and giving it to the plant (see the right side of FIG. 1).

一方、マイクロバブルの応用として、本発明者のひとりが、特許文献4から特許文献7の発明を出願している。これらは、マイクロバブルによって培養液の液相内部の気相としての環境をコントロールして、従来できなかった細胞個別に特徴的な増殖しやすさのチューニング、あるいは、細胞個別に特徴的な外部物質の取込みやすさ(エンドサイトーシスの促進)、あるいは、気相環境のコントロールで、従来なしえなかった酵母など単細胞の増殖とエタノールなどの産生をコントロールする、という技術である。   On the other hand, as an application of microbubbles, one of the inventors has applied for the inventions of Patent Document 4 to Patent Document 7. These control the environment as the gas phase inside the liquid phase of the culture solution with microbubbles, tuning of the ease of growth characteristic of individual cells that could not be done conventionally, or external substances characteristic of individual cells Is the technology to control the growth of single cells such as yeast and the production of ethanol, etc., which could not be achieved by conventional control of the gas phase environment (promoting endocytosis).

特許文献4から特許文献7の発明のうち、特許文献4には、二酸化炭素を含む気体成分を替えた微小泡のマイクロバブルとその生成装置が記載されている。また、特許文献5に、本発明に用いることができる二酸化炭素の微小泡を有するマイクロバブルとその生成装置が記載されている(図5参照)。   Among the inventions of Patent Document 4 to Patent Document 7, Patent Document 4 describes a microbubble microbubble in which a gas component containing carbon dioxide is changed, and a device for generating the same. Patent Document 5 describes a microbubble having carbon dioxide microbubbles that can be used in the present invention and a device for generating the same (see FIG. 5).

また、特許文献6では、マイクロバブルの微小泡の粒径分布を比較的簡単に変えることができる方法と装置が示唆されている。   Further, Patent Document 6 suggests a method and apparatus that can change the particle size distribution of microbubbles relatively easily.

および特許文献7の発明では、マイクロバブリング中に発熱させる方法が記載されていて、植物を含む生体一般に重要な温度という環境ファクターを調整するのに役立てることが示唆されている。
特許第3620797号公報「微細気泡発生装置」アイピーエムエス 特許第2762372号公報「微細気泡発生装置」小松製作所 特公平5-60353号公報「液中通気による培養方法及び培養装置」日立製作所 特願2009−234683「細胞変化を促進する微小気泡含有組成物、およびその微小気泡含有組成物を製造する装置、ならびに微小気泡含有組成物を用いた細胞変化促進方法」丸井智敬 特願2009−243940「微小気泡含有組成物、および、微小気泡発生器」丸井智敬 特願2009−249900「液体中に微小気泡を発生させる装置」丸井智敬 特願2009−265832「液体中に微小気泡を生成して液体を発熱させる装置および方法」丸井智敬 東京農工大学農学部博士論文、難波和彦「顕微鏡画像計測に基づく植物気孔の開度予測の研究」2005年3月(笹尾研究室) 日本混相流学会混相流レクチャーシリーズ第35回「マイクロ・ナノバブルの特性とのその応用」2009年12月5日(関西大学にて配布)
In addition, in the invention of Patent Document 7, a method of generating heat during micro-bubbling is described, and it is suggested that this method is useful for adjusting an environmental factor that is important for living organisms including plants.
Japanese Patent No. 3620797, “Microbubble generator”, IPMS Japanese Patent No. 2762372 “Microbubble Generator” Komatsu Ltd. Japanese Patent Publication No. 5-60353 “Culture method and apparatus by aeration in liquid” Hitachi, Ltd. Japanese Patent Application No. 2009-234683 “Composition of microbubbles promoting cell change, apparatus for producing the composition containing microbubbles, and method of promoting cell change using the composition containing microbubbles” Tomotaka Marui Japanese Patent Application No. 2009-243940 “Composition of microbubbles and microbubble generator” Tomotaka Marui Japanese Patent Application No. 2009-249900 "Device for generating microbubbles in liquid" Tomotaka Marui Japanese Patent Application No. 2009-265832 “Apparatus and Method for Generating Micro Bubbles in Liquid to Heat Liquid” Tomotaka Marui Doctoral dissertation, Faculty of Agriculture, Tokyo University of Agriculture and Technology, Kazuhiko Namba “Study on plant pore opening prediction based on microscopic image measurement” March 2005 (Kashio Laboratory) The Multiphase Flow Lecture Series 35th “The Characteristics of Micro / Nano Bubbles and Their Applications” December 5, 2009 (distributed at Kansai University)

本発明の課題は、(1)二酸化炭素ガスの固定化を促進して温室効果ガスを減らし、地球温暖化の防止の一助となすこと、(2)燃焼等で生じた二酸化炭素ガスを炭酸同化で炭水化物化して食糧に転換し、食料問題の解決の一助となすこと、である。   The problems of the present invention are as follows: (1) Promotion of fixation of carbon dioxide gas to reduce greenhouse gases and help prevent global warming; (2) Carbon dioxide assimilation of carbon dioxide gas generated by combustion and the like It will be converted into food and converted to food, which will help solve the food problem.

本発明を要約すれば、地上植物に対しては、マイクロバブラーで二酸化炭素バブリングさせ微小泡として含有させた二酸化炭素マイクロバブル水をミスト化して植物に噴霧する。水中植物に対しては、ミスト化は不要。二酸化炭素バブリングさせ微小泡として含有させた二酸化炭素マイクロバブル水を直接的に植物近傍の淡水・海水中に加える。   To summarize the present invention, carbon dioxide microbubble water bubbled with a microbubbler and contained as microbubbles is misted and sprayed onto the plant on a ground plant. Misting is not required for underwater plants. Carbon dioxide microbubble water bubbled and contained as microbubbles is added directly to fresh water and seawater near plants.

ともに、生育植物をカバーするガス密閉大型構造物にて、構造物内部ガスを混合して吸収対象二酸化炭素を希薄化して所望の吸収をコントロールする、という装置と方法の発明である。   Both are inventions of an apparatus and method for controlling a desired absorption by mixing a gas inside the structure and diluting carbon dioxide to be absorbed in a gas-sealed large structure that covers the growing plant.

すなわち(請求項1、図3参照)、気体密閉構造物の内部に生育する植物群の二酸化炭素吸収を促進して環境改善と炭酸同化物を増産するシステムであって、気体密閉構造物の内部または近傍に以下E1からE5の手段ないしは装置を有するシステム。   That is, (refer to claim 1 and FIG. 3), a system that promotes carbon dioxide absorption of plants growing inside a gas-sealed structure to improve the environment and increase carbon dioxide assimilation, Or a system having means or devices E1 to E5 in the vicinity.

E1、前記気体密閉構造物の外部から、濃度「A」の二酸化炭素を供給する手段、E2、E1から供給された濃度「A」の二酸化炭素と前記構造物の内部ガスとを混合して、所望濃度「B」の二酸化炭素とする二酸化炭素の濃度調整手段、(ここで、AはBよりも大きい値である)E3、前記調整された濃度「B」の二酸化炭素の保持手段、E4、前記保持手段E3が保持する濃度「B」の二酸化炭素をマイクロバブルの微小泡の気体源としたマイクロバブル含有液体組成物を生成するマイクロバブリング装置、E5、マイクロバブリング装置E4が生成したマイクロバブル含有液体組成物を気体密閉構造物の内部に生育する植物群に誘導する手段である。   E1, means for supplying carbon dioxide with concentration “A” from the outside of the gas-sealed structure, E2, carbon dioxide with concentration “A” supplied from E1, and the internal gas of the structure are mixed, Carbon dioxide concentration adjusting means for obtaining carbon dioxide having a desired concentration “B” (where A is a value larger than B) E3, carbon dioxide holding means for adjusting the adjusted concentration “B”, E4, A microbubble-containing device for producing a microbubble-containing liquid composition using carbon dioxide having a concentration “B” held by the holding means E3 as a gas source of microbubbles, and containing microbubbles generated by the microbubble device E4 It is a means for guiding the liquid composition to a group of plants that grow inside the gas-sealed structure.

このシステムを方法に換言すれば(請求項5)、植物群Pの二酸化炭素吸収を促進して環境改善と炭酸同化物を増産する方法であって、気体密閉構造物の内部または近傍に配備されたE1からE5の手段ないしは装置にて、少なくともF1からF5の工程を行う方法。   In other words, this system is a method for improving the environment and increasing carbon dioxide assimilation by promoting carbon dioxide absorption of the plant group P, which is installed in or near the gas-sealed structure. A method of performing at least the steps F1 to F5 with the means or apparatus E1 to E5.

F1、E1によって、前記気体密閉構造物の外部から、濃度「A」の二酸化炭素を供給する工程、F2、E2によって、E1から供給された濃度「A」の二酸化炭素と前記構造物の内部ガスとを混合して、所望濃度「B」の二酸化炭素とする二酸化炭素の濃度調整工程、(ここで、AはBよりも大きい値である)F3、E3によって、前記調整された濃度「B」の二酸化炭素を保持する工程、さらに、F4、E4のマイクロバブリング装置によって、前記保持手段から濃度「B」の二酸化炭素を吸引しつつ液体吸引手段で液体槽の液体を吸引し、該液体槽の液体中に吐出ノズルから粒径が30μm以下のマイクロバブルを吐出する工程、F5、E5によって、マイクロバブリング装置E4の吐出ノズルから吐出された液体組成物を気体密閉構造物の内部に生育する植物群に誘導する工程である。   A step of supplying carbon dioxide having a concentration “A” from the outside of the gas-sealed structure by F1 and E1, and a carbon dioxide having a concentration “A” supplied from E1 and the internal gas of the structure by F2 and E2. In the carbon dioxide concentration adjustment step (where A is a value larger than B) F3 and E3, the adjusted concentration “B”. The step of holding the carbon dioxide of the liquid tank, and further sucking the liquid in the liquid tank by the liquid suction means while sucking the carbon dioxide having the concentration “B” from the holding means by the micro bubbling device of F4 and E4. A step of discharging microbubbles having a particle size of 30 μm or less from the discharge nozzle into the liquid, and the liquid composition discharged from the discharge nozzle of the micro-bubble device E4 is gas-sealed by F5 and E5. A step of inducing the vegetation growing in the interior of the object.

ここで、E1(F1)、すなわち、気体密閉構造物の外部から、濃度「A」の二酸化炭素を供給する手段(工程)は、現在急速に研究開発されている二酸化炭素の集中処理技術と連係させてシステム(工程)構成すればよい。   Here, E1 (F1), that is, means (process) for supplying carbon dioxide having a concentration “A” from the outside of the gas-sealed structure is linked to the carbon dioxide centralized processing technology currently being rapidly researched and developed. The system (process) may be configured.

二酸化炭素集中処理技術とは、地球温暖化防止のための温室効果ガス削減のために開発されているもので、たとえば、発電所や製鉄所で生成される二酸化炭素を急速冷凍しドライアイス化し移動させやすくして異動先で集中処理する技術などである。   Carbon dioxide intensive treatment technology has been developed to reduce greenhouse gases to prevent global warming. For example, carbon dioxide produced at power plants and steelworks is rapidly frozen and transferred to dry ice. It is a technology that makes it easy to make it centralized at the destination.

これらの二酸化炭素処理技術では、ドライアイス化されたものを昇華させたまま、の状態を想起すればわかるように、概して二酸化炭素濃度は高い。こうような高濃度二酸化炭素を、ここでは濃度「A」の二酸化炭素と記載した。   In these carbon dioxide treatment technologies, the carbon dioxide concentration is generally high, as can be seen by recalling the state of sublimated dry ice. Such high-concentration carbon dioxide was described here as carbon dioxide having a concentration of “A”.

濃度「A」では、植物が吸収するのに適した濃度とはいえないので、希薄化する必要がある。   The concentration “A” is not a concentration suitable for absorption by plants, so it needs to be diluted.

希薄化には、気体密閉構造物の内部ガスを用いるのが適切かつ簡便であるので、E2(F2)の、E1から供給された濃度「A」の二酸化炭素と前記構造物の内部ガスとを混合して、所望濃度「B」の二酸化炭素とする二酸化炭素の濃度調整手段(工程)を設けた。   Since it is appropriate and simple to use the internal gas of the gas-sealed structure for the dilution, the carbon dioxide having the concentration “A” supplied from E1 of E2 (F2) and the internal gas of the structure are used. Carbon dioxide concentration adjusting means (process) was prepared by mixing to obtain carbon dioxide having a desired concentration “B”.

当然ながら、濃度「B」の値は、前記の非特許文献1の記述で指摘したように、植物種やそれらの状態に応じて異なるものであるが、これらは適宜、実験的に決定すればよい。   Naturally, as pointed out in the description of Non-Patent Document 1 above, the value of the concentration “B” varies depending on the plant species and their state, but these may be determined experimentally as appropriate. Good.

気体密閉構造物の植物が多種多様であっても、密林の太陽光利用連鎖のように、カスケードな二酸化炭素利用連鎖があるはずであるので、この連鎖の頂点にある高濃度二酸化炭素の利用植物に焦点をあわせて、適宜、実験的に決定すればよい。   Even if there are a wide variety of plants with gas-sealed structures, there should be a cascaded carbon dioxide utilization chain like the sunlight utilization chain in the dense forest, so a plant using high-concentration carbon dioxide at the top of this chain It may be determined experimentally as appropriate with a focus on.

また(請求項2、図2参照)、気体密閉構造物が地上で生育する植物群を覆うものであって、マイクロバブリング装置E4が生成するマイクロバブル含有液体組成物をミスト化(霧状化)するミスト化手段E6が、液体組成物の誘導手段E5の下流に、さらに具備されていることが好ましい。   Further, (see claim 2, FIG. 2), the gas-sealed structure covers a group of plants that grow on the ground, and the microbubble-containing liquid composition generated by the microbubble device E4 is misted (misted). It is preferable that a mist generating means E6 is further provided downstream of the liquid composition guiding means E5.

これを方法に還元すれば(請求項6)、気体密閉構造物が地上で生育する植物群を覆うものであって、さらに以下のF6の工程を有する方法。F6は、E5の下流に、さらに具備されたミスト化(霧状化)手段E6で、E4の吐出ノズルから吐出された液体組成物をミスト化(霧状化)する工程である。   If this is reduced to a method (Claim 6), the gas-sealed structure covers the plant group growing on the ground, and further comprises the following step F6. F6 is a step of misting (misting) the liquid composition discharged from the discharge nozzle of E4 by the misting (misting) means E6 further provided downstream of E5.

図2が、図1中の「マイクロバブル含有液体のミスト」の説明図であって、M1がマイクロバブルを含有した液体をミスト状にすることでできたミストの粒子。M1Rが、M1の粒径であって、ミリメートルよりも少し小さい、サブミリの大きさである。M2が、ミスト化する前にマイクロバブル含有液体中に含有された二酸化炭素気体の微小泡が、E6でミスト化されてたM1の粒子中に残留しているものを示す。M2Rが、M2の粒径であって、M1内部に残留できるのは粒径が30μm以下のマイクロバブル微小気泡が主体であって、これらは気体分子のクラスター(穏やかな結合の集合体)であると考えている。   FIG. 2 is an explanatory diagram of “a mist of microbubble-containing liquid” in FIG. 1, wherein M1 is a mist particle formed by making a liquid containing microbubbles into a mist form. M1R is the particle size of M1 and is a sub-millimeter size slightly smaller than millimeters. M2 shows that the microbubbles of carbon dioxide gas contained in the liquid containing microbubbles before misting remain in the particles of M1 misted with E6. M2R is the particle size of M2, and what can remain inside M1 is mainly microbubble microbubbles with a particle size of 30 μm or less, and these are clusters of gas molecules (aggregates of gentle bonds). I believe.

このミスト化手段には、たとえば、高圧ノズル・超音波などの公知の装置と方法を転用すればよい。   For example, a known device and method such as a high-pressure nozzle and an ultrasonic wave may be used as the mist generating means.

ここで、マイクロバブルがミスト化によって崩壊するような悪影響がなきにしもあらず、であるが、ミスト化の手段とそのチューニング方法には多彩なものがあるので、そのなかから適宜選定し、圧力や超音波発生源にあたえるエネルギーの値を変化させ、その結果得られる、M1R・M2Rの相関データを蓄積しつつ実験的に最適値にチューニングしていけばよい。   Here, there is absolutely no adverse effect that microbubbles collapse due to mist formation, but there are various mist formation means and tuning methods. It is only necessary to tune to the optimum value experimentally while accumulating the correlation data of M1R and M2R obtained as a result of changing the value of energy applied to the ultrasonic generation source.

また(請求項3、図4参照)、気体密閉構造物が水中で生育する植物群を覆うものであって、マイクロバブリング装置E4を、水中で生育する植物群の水深よりも高い高低位置に配する場合には、かかる高低差に応じて、E4が生成するマイクロバブル含有液体組成物を加圧する手段E7をさらに有するシステムであり、あるいは、マイクロバブリング装置E4を、水中で生育する植物群の水深と概ね同じ高低位置に配する場合には、かかる植物群の水深に応じて、濃度「B」の二酸化炭素を加圧する手段E8をさらに有するのが好ましい。   Further, (refer to claim 3 and FIG. 4), the gas-sealed structure covers the plant group that grows in water, and the micro bubbling device E4 is disposed at a height higher and lower than the water depth of the plant group that grows in water. In this case, the system further includes means E7 for pressurizing the liquid composition containing microbubbles generated by E4 according to the difference in height, or the micro bubbling apparatus E4 is provided with a water depth of a plant group that grows in water. When it arrange | positions in the substantially same height position, it is preferable to further have the means E8 which pressurizes the carbon dioxide of density | concentration "B" according to the water depth of this plant group.

これを方法に還元すれば(請求項7)、さらに以下のF7またはF8の工程を有する方法で、F7が、マイクロバブリング装置E4を、水中で生育する植物群の水深よりも高い高低位置に配する場合には、かかる水深高低差に応じて、加圧する手段E7でマイクロバブル含有液体組成物を加圧する工程、F8が、マイクロバブリング装置E4を、水中で生育する植物群の水深と概ね同じ高低位置に配する場合には、かかる植物群の水深に応じて、加圧する手段E8で濃度「B」の二酸化炭素を加圧する工程である。   If this is reduced to a method (Claim 7), the method further comprises the following steps F7 or F8, and F7 arranges the micro bubbling device E4 at a high and low position higher than the water depth of the plant group growing in water. In this case, the step of pressurizing the microbubble-containing liquid composition with the pressurizing means E7 in accordance with the difference in the depth of the water depth, F8 causes the microbubble device E4 to be approximately the same as the water depth of the plant group growing in water. In the case where it is arranged at a position, it is a step of pressurizing carbon dioxide having a concentration “B” by the pressurizing means E8 according to the water depth of the plant group.

水中で生育する植物群は、一般的に水草、海草、藻類などの水中で光合成を行うすべての種であるが、クロレラや巨大昆布(ジャイアント・ケルプ)が好適である。   The plant group that grows in water is generally all species that perform photosynthesis in water, such as aquatic plants, seaweeds, and algae, but chlorella and giant kelp (giant kelp) are preferred.

前記の請求項2・請求項6の地上植物に好適であったミスト化手段とミスト化工程は、水中植物では不要である。そのかわり、請求項3請求項7に記載された圧力を高める手段・工程による液体またはガスの水中・水圧下での吐出が必要になる。   The mist making means and the mist making process suitable for the above-mentioned ground plants according to claims 2 and 6 are unnecessary for the underwater plants. Instead, it is necessary to discharge the liquid or gas in water or under water pressure by means / steps for increasing the pressure described in claim 3.

これらの水中吐出手段と工程も公知の水中ポンプ等による水中吐出のエンジニアリング技術の転用でよく、技術的に容易である。   These underwater discharge means and processes may be diverted from underwater discharge engineering technology using a known underwater pump or the like, and are technically easy.

また、マイクロバブリング装置E4について具体的に(請求項4、図5参照)、E4が、保持手段E3から濃度「B」の二酸化炭素を吸引する手段と液体吸引手段と該液体吐出手段が接続された渦流ポンプと、気体密閉構造物の内部に吐出端をもつ吐出ノズルを具備し、前記渦流ポンプはモータで内蔵インペラを回転するものであって、前記の濃度「B」の二酸化炭素の吸引手段で濃度「B」の二酸化炭素を吸引しつつ、前記液体吸引手段で液体槽の液体を吸引し、該液体槽の液体中に前記吐出ノズルから粒径が30μm以下のマイクロバブルを含む微小気泡を吐出してマイクロバブルを含有した液体組成物を生成する、マイクロバブリング装置であるのが好適である。   Further, specifically for the micro bubbling apparatus E4 (see claim 4 and FIG. 5), E4 is connected to means for sucking carbon dioxide having a concentration “B” from the holding means E3, liquid suction means, and the liquid discharge means. A vortex pump and a discharge nozzle having a discharge end inside a gas-sealed structure, wherein the vortex pump rotates a built-in impeller with a motor, and sucks carbon dioxide with a concentration of “B”. While sucking carbon dioxide having a concentration of “B”, the liquid suction means sucks the liquid in the liquid tank, and microbubbles containing microbubbles having a particle size of 30 μm or less from the discharge nozzle are contained in the liquid tank. A micro bubbling device that generates a liquid composition containing microbubbles by discharging is preferable.

上記のマイクロバブリング装置は、加圧溶解タイプのものであるが、本発明用途でのマイクロバブルの生成についてコストパフォマンスで優位であって好適である。   The above micro bubbling apparatus is of a pressure dissolution type, but is advantageous in terms of cost performance and suitable for the generation of microbubbles in the present invention.

ここで特に、マイクロバブルの微小泡の粒度分布などの「微小泡の特性」が、植物の二酸化炭素吸収にて敏感である場合もある。適応的に微小泡の粒度分布などの「微小泡の特性」を変化させるには、特許文献6に開示された渦流ポンプのモータを可変速制御する方法と装置が利用できる。「微小泡の特性」の変化は、液体槽の液体の光学的な特性を検知するセンサーで、たとえば濁度を検知すれば把握できる。   Here, in particular, “characteristics of microbubbles” such as the particle size distribution of microbubbles of microbubbles may be sensitive to carbon dioxide absorption by plants. In order to adaptively change the “characteristics of the microbubbles” such as the particle size distribution of the microbubbles, the method and apparatus for variable speed control of the vortex pump motor disclosed in Patent Document 6 can be used. The change in the “characteristics of the microbubbles” can be grasped by detecting the optical characteristics of the liquid in the liquid tank, for example, by detecting turbidity.

参考として、特許文献6の請求項6の装置クレームを転記する。   As a reference, the device claim of claim 6 of Patent Document 6 is transcribed.

(特許文献6 請求項6)液体中に微小気泡を発生させる装置において、液体槽の液体の光学的な特性を検知するセンサーが配設されており、渦流ポンプの内蔵インペラを回転する交流モータの回転数を可変制御する手段をさらに具備し、かかるセンサーの出力である液体の光学特性信号に基づいて、渦流ポンプの内蔵インペラを回転する交流モータの回転数を制御する制御手段をまたさらに具備した液体中に微小気泡を発生させる装置。   (Patent Document 6 Claim 6) In an apparatus for generating microbubbles in a liquid, a sensor for detecting the optical characteristics of the liquid in the liquid tank is provided, and an AC motor for rotating the impeller built in the vortex pump is provided. The apparatus further comprises means for variably controlling the number of revolutions, and further comprises control means for controlling the number of revolutions of the AC motor that rotates the impeller of the eddy current pump based on the optical characteristic signal of the liquid that is the output of the sensor. A device that generates microbubbles in a liquid.

さらにまた、ここで記載した二酸化炭素含有マイクロバブルにおいて、その近傍液体またはミスト中の液体に、植物活性化の促進物質を付加添加するのも相乗効果が得られるので好ましい。弱まっている植物には「点滴」である。   Furthermore, in the carbon dioxide-containing microbubble described here, it is preferable to add a plant activation promoting substance to the liquid in the vicinity or the liquid in the mist because a synergistic effect is obtained. “Drip” for weakened plants.

すなわち、二酸化炭素だけでなく、呼吸用の酸素(O2)、植物ホルモンに関与するカリウムやカルシウムイオンなどのミネラルも、微小気泡や気泡を内在させる水またはミストの液相中に「点滴」のように効果促進剤として付加して加えることもできる。   In other words, not only carbon dioxide but also oxygen for breathing (O2) and minerals such as potassium and calcium ions involved in plant hormones are "drops" in the liquid phase of water or mist containing microbubbles or bubbles. It can also be added as an effect promoter.

これら、呼吸用の酸素(O2)、植物ホルモンに関与するカリウムやカルシウムイオンなどのミネラルの量も、前記の二酸化炭素濃度「B」の値と同様に、植物種やそれらの状態に応じて適宜、実験的に決定すればよい。   The amount of minerals such as oxygen (O2) for respiration and potassium and calcium ions involved in plant hormones is also appropriately determined according to the plant species and their state, as in the case of the carbon dioxide concentration “B”. It can be determined experimentally.

さらにまた(上記の呼吸用の酸素(O2)については重複するが)、本案の二酸化炭素含有マイクロバブルにおいて、二酸化炭素以外の気体成分、具体的には、窒素(N2)成分、酸素(O2)成分が大気と異なった特異的な成分比であると植物に刺激を与え、二酸化炭素吸収が促進される場合がある。   Furthermore, in the present carbon dioxide-containing microbubble, in the present carbon dioxide-containing microbubble, gas components other than carbon dioxide, specifically nitrogen (N2) component, oxygen (O2) If the component has a specific component ratio different from that of the atmosphere, the plant may be stimulated and carbon dioxide absorption may be promoted.

この特異的な成分比も、植物種やそれらの状態に応じて千差万別であるので一概にはいえないが、二酸化炭素吸収促進に有効な場合が多々ある。   This specific component ratio is also different in accordance with the plant species and their state, so it cannot be generally stated, but it is often effective for promoting carbon dioxide absorption.

たとえば、窒素が80−90%と高濃度である場合に、植物が枯渇の脅威を感じて子孫(種子・果実)を残そうとするがために、生命活動を活発化し、旺盛に二酸化炭素を吸収することが報告されている。   For example, when nitrogen is at a high concentration of 80-90%, the plant feels the threat of depletion and tries to leave offspring (seed and fruits). Absorption has been reported.

図6に、これらの、二酸化炭素以外の窒素(N2)成分、酸素(O2)成分調整、および、植物ホルモンに関与するカリウムやカルシウムイオンなどのミネラルの量調整、さらにまた、E4が吸引する液体(水)の液体槽の温度・圧力・水素イオン濃度・生物学的/化学的酸素要求量といった環境指標の調整を行って二酸化炭素吸収を補佐的に促進する、という、本案に付加するのが好適なシステムの模式図を示す。   FIG. 6 shows the adjustment of the nitrogen (N2) component, oxygen (O2) component other than carbon dioxide, the adjustment of the amount of minerals such as potassium and calcium ions involved in the plant hormone, and the liquid that E4 sucks. It is added to this proposal that carbon dioxide absorption is assisted by adjusting environmental indicators such as temperature, pressure, hydrogen ion concentration, biological / chemical oxygen demand of (water) liquid tank. A schematic diagram of a preferred system is shown.

この図6の補佐的促進システムにおいて、温度のコントロールにつき、特許文献7に記載されたバブリング中に発熱する方法と装置を温度を上げる場合には利用できる。   In the auxiliary promotion system of FIG. 6, the method and apparatus for generating heat during the bubbling described in Patent Document 7 can be used for increasing the temperature for controlling the temperature.

すなわち、液体槽の液体中に吐出ノズルから微小泡を吐出するときに、液体吸引手段の吸引端に吸引負荷を変化させる手段を兼備させておけばよい。   That is, when discharging microbubbles from the discharge nozzle into the liquid in the liquid tank, a means for changing the suction load may be provided at the suction end of the liquid suction means.

参考として、特許文献7の請求項1の装置クレームを転記する。   For reference, the device claim of claim 1 of Patent Document 7 is transcribed.

(特許文献7 請求項1)気体吸引手段と液体吸引手段と液体吐出手段が接続された渦流ポンプを具備し、前記気体吸引手段で気体を吸引しつつ、前記液体吸引手段で液体槽の液体を吸引して該液体槽の液体中に微小気泡を発生させる装置であって、前記渦流ポンプはモータで内蔵インペラを回転するもので、該微小気泡は、少なくともその粒径が30μm以下のマイクロバブルを含み、前記の液体吸引手段の吸引端に吸引負荷を変化させる手段が配備されてことを特徴とする液体中に微小気泡を生成して液体を発熱させる装置。   (Patent Document 7) Claim 1 comprises a vortex pump in which a gas suction means, a liquid suction means, and a liquid discharge means are connected, and the liquid suction means draws the liquid in the liquid tank while the gas suction means sucks the gas. A device for generating microbubbles in the liquid in the liquid tank by suction, wherein the vortex pump rotates a built-in impeller with a motor, and the microbubbles generate microbubbles having a particle size of 30 μm or less. An apparatus for generating heat by generating microbubbles in the liquid, wherein means for changing the suction load is provided at the suction end of the liquid suction means.

図6中のブロック要素については、「図面の簡単な説明」の項を参照ねがいたい。こういった補佐的な二酸化炭素吸収の促進の態様の一部をサブクレームとするなら、たとえば以下のようである。   For the block elements in FIG. 6, please refer to the section “Brief description of the drawings”. If a part of such an auxiliary carbon dioxide absorption promotion mode is defined as a subclaim, for example, it is as follows.

E4が、吸引する液体にて植物ホルモンに関与するカリウムやカルシウムイオンなどのミネラルの量を調整する手段を兼備していて二酸化炭素吸収を補佐的に促進する手段を兼備している態様であること。   E4 is a mode that combines means for adjusting the amount of minerals such as potassium and calcium ions involved in plant hormones in the liquid to be sucked, and also has means for assisting in carbon dioxide absorption. .

E4が、二酸化炭素以外の気体成分の気体源と微小泡の気体成分を調整する手段を兼備していて、微小泡の気体成分にて、二酸化炭素成分を濃度「B」としつつ、その他の気体成分を変えて補佐的に促進する手段を兼備している態様であること。   E4 has both a gas source of gas components other than carbon dioxide and a means for adjusting the gas component of the microbubbles, and the gas component of the microbubbles adjusts the carbon dioxide component to a concentration “B” while other gases. It is an aspect that combines means to change the ingredients and promote it as an assistant.

E4が、吸引する液体にて温度・圧力・水素イオン濃度・生物学的/化学的酸素要求量等の環境指標量を調整する手段を兼備していて二酸化炭素吸収を補佐的に促進する手段を兼備している態様であること。
E4 has a means to adjust the environmental index amount such as temperature, pressure, hydrogen ion concentration, biological / chemical oxygen demand in the liquid to be sucked, and a means to assist carbon dioxide absorption in a supplemental manner. It must be a mode that combines.

本発明によって、(1)二酸化炭素ガスの固定化が促進されて温室効果ガスが減るので、地球温暖化の防止の一助となしうる、(2)燃焼等で生じた二酸化炭素ガスを炭酸同化で炭水化物化して食糧に転換し、食料問題の解決の一助となる。   According to the present invention, (1) carbon dioxide gas fixation is promoted and greenhouse gas emissions are reduced, which can help prevent global warming. (2) carbon dioxide gas generated by combustion or the like can be assimilated by carbon dioxide assimilation. It is converted into carbohydrates and converted to food, which helps solve food problems.

本発明の概要説明のための模式図。従来の研究等による知見(従来技術)は、植物を二酸化炭素ガスの高圧環境に置いたり、二酸化炭素富裕なガスを植物に吹きかけたりしていたが、大きな二酸化炭素の吸収促進効果が得られなかった。本案は二酸化炭素をマイクロバブルの微小泡の気体源としたマイクロバブル含有液体組成物、ならびに、その液体組成物をミスト化して植物に与えることで解決した。The schematic diagram for outline | summary description of this invention. Knowledge (conventional technology) based on conventional research has placed plants in a high-pressure environment of carbon dioxide gas or sprayed carbon dioxide-rich gas on plants, but has not been able to obtain a large carbon dioxide absorption promoting effect. It was. The present solution was solved by providing a microbubble-containing liquid composition using carbon dioxide as a gas source of microbubbles and a mist of the liquid composition to give to plants. 図1中の「マイクロバブル含有液体のミスト」の説明図。Explanatory drawing of the "mist of a microbubble containing liquid" in FIG. 本発明の請求項1のシステムで、請求項2の地上植物用のアレンジ(ミスト化手段の兼備)がなされたシステムの態様の模式図。The schematic diagram of the aspect of the system by which the arrangement for ground plants of Claim 2 (combined with mist-making means) was made | formed by the system of Claim 1 of this invention. 本発明の請求項1のシステムで、請求項3の水中植物用のアレンジがなされたシステムの態様の模式図。The schematic diagram of the aspect of the system by which arrangement for underwater plants of Claim 3 was made | formed with the system of Claim 1 of this invention. 本発明のマイクロバブリング装置E4の一実施態様の模式図。The schematic diagram of one embodiment of the micro bubbling apparatus E4 of this invention. 二酸化炭素以外の窒素(N2)成分、酸素(O2)成分調整、および、植物ホルモンに関与するカリウムやカルシウムイオンなどのミネラルの量調整、および、液体槽の温度・圧力・水素イオン濃度・生物学的/化学的酸素要求量といった環境指標の調整を行って二酸化炭素吸収を補佐的に促進する、本案に付加するのが好適なシステムの模式図。Adjustment of nitrogen (N2) components and oxygen (O2) components other than carbon dioxide, adjustment of the amount of minerals such as potassium and calcium ions involved in plant hormones, and temperature / pressure / hydrogen ion concentration / biology of the liquid tank Schematic diagram of a system suitable to be added to the present plan for assisting in carbon dioxide absorption by adjusting environmental indicators such as chemical / chemical oxygen demand.



1 固化ガス容器または液化ガス容器(SL)
2 気相のガス容器(G)であって、図示しないが、圧力緩衝タンクを具備している。圧力緩衝タンクには適切な容量調節手段が兼備されており、これらによって気化ガス圧を概ね大気圧に維持する。
3 (SL)を昇温して固化ガスまたは液化ガスを気化させる手段、および、該気化の制御手段。たとえば、電熱ヒータ、ピアジェ素子温度制御デバイス、ドライアイスの場合には水シャワーや水スプレーでもよい。
4 気体吸引手段
10 微小気泡発生器
11 複数の気体供給手段(のひとつ)
12 吸引気体の成分とその濃度を調整制御する手段
12A 吸引気体の成分とその濃度を調整制御する手段12に、気体成分とその濃度の調整制御目標指令を出す気体成分・濃度調整制御目標指令の出力手段。
13 成分・濃度を調整制御された吸引気体の供給手段
14 10の液体吸引手段(の先端部分)
15 10の液体吐出手段(の先端部分)
16 気体吸引手段と液体吸引手段と液体吐出手段が接続された渦流ポンプを内蔵した筐体
17 濁度を透過光または散乱光測定方式で測定する濁度センサー
18 液体槽(細胞培養液容器)
18A 液体槽の温度・圧力・水素イオン濃度・生物学的/化学的酸素要求量といった環境指標の調整制御手段、その他の添加成分の注入の制御手段
30 制御手段18Aに、促進環境の調整制御目標指令、その他の添加成分の注入目標指令を出す制御目標指令を出力する手段
31 二酸化炭素吸収を促進するのに要する個別の気体成分とその濃度をあらかじめ実験的に決定する工程によって得られたデータを与えるデータベース。
CA 濃度「A」の二酸化炭素。
CB 濃度「B」の二酸化炭素。
E1 気体密閉構造物1の外部から、濃度「A」の二酸化炭素を供給する手段。
E2 E1から供給された濃度「A」の二酸化炭素と前記構造物の内部ガスとを混合して、所望濃度「B」の二酸化炭素とする二酸化炭素の濃度調整手段。
E3 前記調整された濃度「B」の二酸化炭素を保持する手段。二酸化炭素ガス容器・タンク。
E4 マイクロバブリング装置。たとえば保持手段E3から濃度「B」の二酸化炭素を吸引する手段と、液体吸引手段と、液体吐出手段が接続された渦流ポンプと、気体密閉構造物の内部に吐出端をもつ吐出ノズルを具備し、前記の濃度「B」の二酸化炭素の吸引手段で濃度「B」の二酸化炭素を吸引しつつ、前記液体吸引手段で液体槽の液体を吸引し、該液体槽の液体中に前記吐出ノズルから粒径が30μm以下のマイクロバブルを含む微小気泡を吐出してマイクロバブルを含有した液体組成物を生成する、マイクロバブリング装置。
E5 マイクロバブリング装置E4の吐出ノズルから吐出された液体組成物を気体密閉構造物の内部に生育する植物に誘導する手段。
E6 マイクロバブリング装置E4の吐出ノズルから吐出された液体組成物をミスト化(霧状化)するミスト化手段。
E7 E4を水中で生育する植物群Pの水深よりも高い高低位置に配する場合に好適な要素であって、かかる水深高低差に応じて吐出すべきマイクロバブル含有液体組成物を加圧する手段。
E8 E4を水中で生育する植物群Pの水深と概ね同じ高低位置に配する場合に好適な要素であって、かかる植物群Pの水深に応じて濃度「B」の二酸化炭素を加圧する手段。
M1 マイクロバブルを含有した液体をミスト状にすることでできたミストの粒子。
M1R M1の粒径であって、ミリメートルよりも少し小さい、サブミリの大きさである。
M2 ミスト化する前にマイクロバブル含有液体中に含有された二酸化炭素気体の微小泡が、E6でミスト化されてたM1の粒子中に残留しているものを示す。
M2R M2の粒径であって、M1内部に残留できるのは粒径が30μm以下のマイクロバブル微小気泡が主体であって、これらは気体分子のクラスター(穏やかな結合の集合体)であると考えている。
P 気相のガス容器(G)のガス圧を検知する手段
P1 Pの検知圧力に基づいて(3)に昇温指令を出す気化制御手段
Q 気体密閉構造物
Q2 地上の気体密閉構造物1の内部に生育する植物群であって、請求項2に示すような地上で生育する植物群。
Q3 水中または水上の気体密閉構造物1の内部に生育する植物群であって、請求項3に示すような水中で生育する植物群。


1 Solidified gas container or liquefied gas container (SL)
2 Gas phase gas container (G), which has a pressure buffer tank (not shown). The pressure buffer tank is equipped with appropriate capacity adjusting means, and these maintain the vaporized gas pressure at approximately atmospheric pressure.
3 means for raising the temperature of (SL) to vaporize solidified gas or liquefied gas, and means for controlling the vaporization. For example, in the case of an electric heater, a Piaget element temperature control device, and dry ice, a water shower or water spray may be used.
4 Gas suction means 10 Microbubble generator 11 Multiple gas supply means (one of them)
12 A means for adjusting and controlling the component of the suction gas and its concentration 12A A gas component / concentration adjustment control target command for issuing an adjustment control target command for the gas component and its concentration to the means 12 for adjusting and controlling the component of the suction gas and its concentration Output means.
13 Supplying means 14 for suction gas whose components and concentrations are adjusted and controlled 14 Liquid suction means (tip portion thereof)
15 10 Liquid discharge means (front end portion thereof)
16 A housing containing a vortex pump to which gas suction means, liquid suction means, and liquid discharge means are connected 17 Turbidity sensor 18 for measuring turbidity by transmitted light or scattered light measurement method Liquid tank (cell culture medium container)
18A Adjustment control means for environmental indicators such as temperature, pressure, hydrogen ion concentration, biological / chemical oxygen demand of liquid tank, control means 30 for injection of other additive components Control target for adjustment of acceleration environment to control means 18A Command, means for outputting control target command for issuing injection target command for other additive components 31 Data obtained by a step of experimentally determining individual gas components and their concentrations required to promote carbon dioxide absorption Give database.
Carbon dioxide with CA concentration “A”.
CB Carbon dioxide with a concentration of “B”.
E1 Means for supplying carbon dioxide having a concentration “A” from the outside of the gas-sealed structure 1.
E2 Carbon dioxide concentration adjusting means for mixing carbon dioxide having a concentration “A” supplied from E1 and the internal gas of the structure into carbon dioxide having a desired concentration “B”.
E3 Means for holding carbon dioxide with the adjusted concentration “B”. Carbon dioxide gas container and tank.
E4 Micro bubbling device. For example, a means for sucking carbon dioxide having a concentration “B” from the holding means E3, a liquid suction means, a vortex pump connected to the liquid discharge means, and a discharge nozzle having a discharge end inside the gas sealed structure are provided. The carbon tank having the concentration “B” is sucked by the carbon dioxide suction means having the concentration “B”, and the liquid in the liquid tank is sucked by the liquid suction means. A micro bubbling device that generates a liquid composition containing microbubbles by discharging microbubbles containing microbubbles having a particle size of 30 μm or less.
E5 Means for guiding the liquid composition discharged from the discharge nozzle of the micro bubbling apparatus E4 to a plant growing inside the gas-sealed structure.
E6 Mistizing means for misting (misting) the liquid composition discharged from the discharge nozzle of the micro bubbling device E4.
E7 A means for pressurizing the liquid composition containing microbubbles to be discharged according to the difference in water depth, which is a suitable element when E4 is disposed at a height higher than the water depth of the plant group P growing in water.
E8 A means for pressurizing carbon dioxide having a concentration “B” according to the water depth of the plant group P, which is a suitable element when the E4 is disposed at substantially the same height as the water depth of the plant group P growing in water.
M1 Mist particles made by mist-forming a liquid containing microbubbles.
M1R The particle size of M1, which is a sub-millimeter size slightly smaller than a millimeter.
The carbon dioxide gas microbubbles contained in the microbubble-containing liquid before the M2 mist formation remain in the M1 particles mistified with E6.
M2R The particle size of M2, and what can remain inside M1 is mainly microbubbles with a particle size of 30 μm or less, and these are considered to be clusters of gas molecules (aggregates of gentle bonds). ing.
P Means for detecting gas pressure in gas phase gas container (G)
The vaporization control means Q that issues a temperature raising command to (3) based on the detected pressure of P1 P. Gas-sealed structure Q2 A plant group that grows inside the gas-sealed structure 1 on the ground, as shown in claim 2. A group of plants that grow on the ground.
Q3 A plant group that grows in water or inside the gas-sealed structure 1 on the water, and that grows in water as shown in claim 3.

Claims (7)

気体密閉構造物の内部に生育する植物群の二酸化炭素吸収を促進して環境改善と炭酸同化物を増産するシステムであって、
気体密閉構造物の内部または近傍に以下E1からE5の手段ないしは装置を有するシステム。
E1、前記気体密閉構造物の外部から、濃度「A」の二酸化炭素を供給する手段、
E2、E1から供給された濃度「A」の二酸化炭素と前記構造物の内部ガスとを混合して、所望濃度「B」の二酸化炭素とする二酸化炭素の濃度調整手段、(ここで、AはBよりも大きい値である)
E3、前記調整された濃度「B」の二酸化炭素の保持手段、
E4、前記保持手段E3が保持する濃度「B」の二酸化炭素をマイクロバブルの微小泡の気体源としたマイクロバブル含有液体組成物を生成するマイクロバブリング装置、
E5、マイクロバブリング装置E4が生成したマイクロバブル含有液体組成物を気体密閉構造物の内部に生育する植物群に誘導する手段。
A system that promotes carbon dioxide absorption by plants growing inside a gas-sealed structure to improve the environment and increase carbon dioxide assimilation,
A system having means or devices E1 to E5 in or near the gas-sealed structure.
E1, means for supplying carbon dioxide at a concentration “A” from the outside of the gas-sealed structure,
Carbon dioxide concentration adjusting means for mixing carbon dioxide having a concentration “A” supplied from E2 and E1 and the internal gas of the structure into carbon dioxide having a desired concentration “B” (where A is B is larger than B)
E3, means for holding carbon dioxide with the adjusted concentration “B”,
E4, a microbubble device for producing a microbubble-containing liquid composition using carbon dioxide having a concentration “B” held by the holding means E3 as a gas source of microbubbles,
E5, Means for guiding the microbubble-containing liquid composition generated by the microbubble device E4 to a group of plants that grow inside the gas-sealed structure.
請求項1のシステムにおいて、気体密閉構造物が地上で生育する植物群を覆うものであって、
マイクロバブリング装置E4が生成するマイクロバブル含有液体組成物をミスト化(霧状化)するミスト化手段E6が、液体組成物の誘導手段E5の下流に、さらに具備されたシステム。
The system of claim 1, wherein the gas-sealed structure covers a group of plants that grow on the ground,
A system further comprising a misting means E6 for misting (misting) the microbubble-containing liquid composition generated by the microbubble device E4 downstream of the liquid composition guiding means E5.
請求項1のシステムにおいて、気体密閉構造物が水中で生育する植物群を覆うものであって、
マイクロバブリング装置E4を、水中で生育する植物群の水深よりも高い高低位置に配する場合には、かかる高低差に応じて、E4が生成するマイクロバブル含有液体組成物を加圧する手段E7をさらに有するシステムであり、あるいは、
マイクロバブリング装置E4を、水中で生育する植物群の水深と概ね同じ高低位置に配する場合には、かかる植物群の水深に応じて、濃度「B」の二酸化炭素を加圧する手段E8をさらに有するシステム。
The system according to claim 1, wherein the gas-sealed structure covers a group of plants that grow in water,
In the case where the micro bubbling device E4 is disposed at a height higher than the depth of the plant group that grows in water, a means E7 that pressurizes the microbubble-containing liquid composition generated by E4 according to the height difference is further provided. Or a system that has
In the case where the micro bubbling device E4 is arranged at the same level as the water depth of the plant group growing in water, the micro bubbling device E4 further includes means E8 for pressurizing carbon dioxide having a concentration “B” according to the water depth of the plant group. system.
請求項1から請求項3のいずれかのシステムにおいて、
E4が、保持手段E3から濃度「B」の二酸化炭素を吸引する手段と液体吸引手段と該液体吐出手段が接続された渦流ポンプと、気体密閉構造物の内部に吐出端をもつ吐出ノズルを具備し、前記渦流ポンプはモータで内蔵インペラを回転するものであって、
前記の濃度「B」の二酸化炭素の吸引手段で濃度「B」の二酸化炭素を吸引しつつ、前記液体吸引手段で液体槽の液体を吸引し、該液体槽の液体中に前記吐出ノズルから粒径が30μm以下のマイクロバブルを含む微小気泡を吐出してマイクロバブルを含有した液体組成物を生成する、マイクロバブリング装置である、システム。
In the system according to any one of claims 1 to 3,
E4 includes a means for sucking carbon dioxide having a concentration “B” from the holding means E3, a liquid suction means, a vortex pump connected to the liquid discharge means, and a discharge nozzle having a discharge end inside the gas sealed structure. The vortex pump rotates a built-in impeller with a motor,
While the carbon dioxide having the concentration “B” is sucked by the carbon dioxide suction means having the concentration “B”, the liquid in the liquid tank is sucked by the liquid suction means, and particles are discharged from the discharge nozzle into the liquid in the liquid tank. A system that is a micro bubbling device that generates a liquid composition containing microbubbles by discharging microbubbles containing microbubbles having a diameter of 30 μm or less.
請求項1から請求項4のいずれかの装置によって植物群Pの二酸化炭素吸収を促進して環境改善と炭酸同化物を増産する方法であって、
気体密閉構造物の内部または近傍に配備されたE1からE5の手段ないしは装置にて、少なくともF1からF5の工程を行う方法。
F1、E1によって、前記気体密閉構造物の外部から、濃度「A」の二酸化炭素を供給する工程、
F2、E2によって、E1から供給された濃度「A」の二酸化炭素と前記構造物の内部ガスとを混合して、所望濃度「B」の二酸化炭素とする二酸化炭素の濃度調整工程、(ここで、AはBよりも大きい値である)
F3、E3によって、前記調整された濃度「B」の二酸化炭素を保持する工程、さらに、
F4、E4のマイクロバブリング装置によって、前記保持手段から濃度「B」の二酸化炭素を吸引しつつ液体吸引手段で液体槽の液体を吸引し、該液体槽の液体中に吐出ノズルから粒径が30μm以下のマイクロバブルを吐出する工程、
F5、E5によって、マイクロバブリング装置E4の吐出ノズルから吐出された液体組成物を気体密閉構造物の内部に生育する植物群に誘導する工程。
A method for promoting environmental absorption and increasing production of carbon dioxide assimilation by promoting carbon dioxide absorption of the plant group P by the device according to any one of claims 1 to 4,
A method of performing at least the steps of F1 to F5 in the means or apparatus of E1 to E5 disposed in or near the gas hermetic structure.
Supplying carbon dioxide having a concentration of “A” from the outside of the gas-sealed structure by F1 and E1;
The carbon dioxide concentration adjusting step of mixing the carbon dioxide having the concentration “A” supplied from E1 and the internal gas of the structure into the carbon dioxide having the desired concentration “B” by F2 and E2 (here, , A is larger than B)
Holding the carbon dioxide having the adjusted concentration “B” by F3 and E3;
The liquid in the liquid tank is sucked by the liquid sucking means while sucking the carbon dioxide having the concentration “B” from the holding means by the micro bubbling device of F4 and E4, and the particle diameter is 30 μm from the discharge nozzle in the liquid in the liquid tank. A step of discharging the following microbubbles,
A step of guiding the liquid composition discharged from the discharge nozzle of the micro bubbling apparatus E4 to the group of plants growing inside the gas sealed structure by F5 and E5.
請求項5の方法において、気体密閉構造物が地上で生育する植物群を覆うものであって、
さらに以下のF6の工程を有する方法。
F6、E5の下流に、さらに具備されたミスト化(霧状化)手段E6で、E4の吐出ノズルから吐出された液体組成物をミスト化(霧状化)する工程。
The method of claim 5, wherein the gas-sealed structure covers a group of plants that grow on the ground,
Furthermore, the method which has the process of the following F6.
A step of misting (misting) the liquid composition discharged from the discharge nozzle of E4 by the misting (misting) means E6 further provided downstream of F6 and E5.
請求項5の方法において、
さらに以下のF7またはF8の工程を有する方法。
F7、マイクロバブリング装置E4を、水中で生育する植物群の水深よりも高い高低位置に配する場合には、かかる水深高低差に応じて、加圧する手段E7でマイクロバブル含有液体組成物を加圧する工程、
F8、マイクロバブリング装置E4を、水中で生育する植物群の水深と概ね同じ高低位置に配する場合には、かかる植物群の水深に応じて、加圧する手段E8で濃度「B」の二酸化炭素を加圧する工程。
The method of claim 5, wherein
Furthermore, the method which has the process of the following F7 or F8.
F7, when the micro bubbling device E4 is arranged at a height higher than the water depth of the plant group that grows in water, the microbubble-containing liquid composition is pressurized by the pressurizing means E7 according to the water depth difference. Process,
F8, when the micro bubbling device E4 is arranged at the same height as the water depth of the plant group that grows in water, carbon dioxide having a concentration “B” is applied by the pressurizing means E8 according to the water depth of the plant group. Pressurizing step.
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EP3664615A4 (en) * 2017-08-11 2020-12-23 CO2 GRO Inc. PLANT GROWTH ACCELERATION SYSTEM AND METHOD

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