「IoT WEB PLC」御案内/サイトマップ/【シン・キクラゲ】栽培始めませんか？/キノコ栽培用環境調整装置 ご案内/シロキクラゲ栽培/キノコ菌床栽培で発生するCO2の活用
「IoT WEB PLC」御案内/サイトマップ/【シン・キクラゲ】栽培始めませんか？/キノコ栽培用環境調整装置 ご案内/シロキクラゲ栽培/キノコ菌床栽培で発生するCO2の活用

キノコ菌床栽培で発生するCO2の活用

詳細

CO2は気中に含まれるCO2の成分とCO2ボンベにより成分差があるか？

結論を先に

  • 分子そのものは同一です。大気中でもボンベでも CO₂ は “1 個の炭素 ＋ 2 個の酸素” の同じ化学種。
  • *違いは「混ざっている他成分の量と種類」**──とりわけ純度（CO₂ の比率）、水分・酸素・窒素・炭化水素・硫化物など微量不純物、そして（少し専門的ですが） ¹³C/¹²C などの同位体比にあります。

1. 大気中の CO₂

項目2025 年 5 月の値 (ハワイ・マウナロア)備考
CO₂ 濃度約 430 ppm = 0.043 %年々上昇中
主な他成分N₂ 78 %、O₂ 21 %、Ar 0.9 %、H₂O 変動　ほか微量ガス
大気 CO₂ は全体の 0.04 % 程度しかなく、残り 99 % 以上は他の気体です。

2. CO₂ ボンベ（用途別グレード例）

グレード例CO₂ 純度(最小)主な不純物の上限例*主用途
研究用 (5.0)99.999 %H₂O < 5 ppm, O₂ < 2 ppm ほか分析装置, 半導体
医療用99.5 %CO < 10 ppm, NOx < 2 ppm内視鏡, 麻酔
食品・飲料用 (E290)99.9 %H₂O < 20 ppm, O₂ < 30 ppm, 油分・芳香族 < 0.1 ppm炭酸飲料, 食品包装, 温室施用
工業・溶接用99.5 % 程度H₂O・油分は飲料用ほど管理されないMIG/MAG 溶接, ドライアイス
  • メーカーや規格により数値は若干異なります。

3. 同位体比の違い（参考）

  • ボンベ CO₂ の多くは 化石燃料やアンモニア合成プラント副産物を回収・精製したもの。
  • これらは ¹³C の比率がやや低い（δ¹³C ≈ -30 ‰〜-40 ‰）。大気 CO₂ は森林呼吸や海洋との交換で -8 ‰ 前後なので、厳密に測ると差が出ます。
  • 植物の光合成や人の健康影響に差が出るレベルではありませんが、放射性炭素 (¹⁴C) を含まないため考古学の “年代測定基準ガス” には使えません。

4. 実務上のポイント（温室・水耕栽培など）

  1. 目的に合ったグレードを選択
      • 植物用には飲料／食品グレード以上が無難。溶接用は硫黄酸化物や油分が多い場合があり、葉面障害の原因になることがあります。
  1. バルブまわりの管理
      • 高純度ボンベでも接続ホース・レギュレーター内部の油脂や水分で汚染されるので、食品用クリーンホースを使用。
  1. 希釈後は同じ CO₂
      • 室内 1,000 ppm 程度まで希釈して使う限り、植物の光合成応答は 大気 CO₂ でもボンベ CO₂ でも同じ。問題はコストと供給制御。
  1. 安全管理
      • ボンベ CO₂ は無臭で重く、局所的に滞留しやすい。1 %（10,000 ppm）超でめまい、3 % 以上で急激な眠気。CO₂ 濃度センサと換気の冗長設計を推奨。

まとめ

  • 化学的には同じ分子だが、大気は極端に薄い混合気体、ボンベはほぼ純 CO₂。
  • ボンベ CO₂ の純度は用途別規格で定義されており、食品・医療用途では水分・油分・硫黄化合物などが非常に低く抑えられています。
  • 栽培目的なら「飲料／食品グレード」を選び、装置側の清浄度も確保すれば、大気由来・ボンベ由来で植物への影響差はほぼありません。

野菜などの作物が成長に必要なCO2をキノコの菌床栽培で出すCO2を使う問題を生じるか？

ざっくり結論

  • 技術的には十分可能で、レタスなどは 20〜50 % 収量アップの報告もあります。
  • ただし 「排気に混ざるもの」 と 「供給の安定性」 を放っておくと、病害・臭気・過湿などのトラブル源になります。
  • 対策は「段階的なろ過＋除湿＋ガス混合制御」が基本です。

1. きのこ排気に含まれる主な成分と潜在リスク

項目発生源・典型値野菜側への影響対策の目安
CO₂きのこ菌床 1 kg あたり 25–40 µg s⁻¹（21 ℃）光合成促進。ステージによる日変動が大きいバッファタンク＋センサ制御で 800–1200 ppm に調整
水蒸気菌床 RH 90–95 %温室湿度↑ → うどんこ病・灰色かび交熱型除湿機や顕熱・潜熱回収換気
胞子・微生物エアロゾル特にオイスター系は大量（収穫遅れで “スパイラル”）作業者アレルギー、ファン目詰まり、苗床汚染G4＋F7→HEPA の 3 段ろ過、UV-C/オゾン併用
MVOC（揮発性有機化合物）1-オクテン-3-オールなど「マッシュルームアルコール」臭気・昆虫誘引・葉面への吸着活性炭フィルタまたは光触媒
アンモニア・硫化物コンポスト系培地や過熟培地で発生人臭・腐敗臭、葉焼けリスク酸洗スクラバー・バイオフィルタ（業務ファンメーカーも装備）
低 O₂排気 O₂ 15–18 %高濃度注入で作物・人とも問題なしだが要換気温室空気と十分混合してから投入

2. CO₂ 供給量と安定性の考え方

  • レタス 1 m² を 1000 ppm に維持するには 1 時間あたり ≈20 g CO₂ が目安。
  • 上記 emission rate 30 µg s⁻¹ kg⁻¹ なら 菌床 20 kg でほぼ賄える計算。
  • ただし排出量は「菌床が若いほど多く、フラッシュ後は激減」—▶ コンベヤ方式（毎日一部入替）あるいはボンベ補助が定番。研究例では連続システムにすると CO₂ が 1000〜2000 ppm で安定し、野菜乾物重が +18〜48 % 向上。

3. 実務上のチェックリスト

  1. エアハンドリング経路
      • 排気 → ①粗塵フィルタ（G4）→ ②中性能（F7〜F9）→ ③HEPA → ④除湿器/顕熱交換 → ⑤活性炭 or 光触媒 → ガス混合チャンバー。
  1. 環境制御
      • CO₂・O₂・RH・温度センサを双方の室に配置し、PLC で連動。
      • 目標：野菜室 25 ℃・RH 70 %、CO₂ 800–1000 ppm。
  1. 菌床スケジューリング
      • 週次もしくは日次で一定重量を入れ替え、排出曲線を平滑化。
  1. 衛生・安全
      • 作業者は N95 相当マスク＋換気。
      • 定期的にフィルタ差圧を監視し、胞子詰まりを可視化。
  1. バックアップ CO₂
      • きのこ側トラブル時用に食品グレードボンベを自動切替。
  1. 臭気・害虫対策
      • きのこ室を負圧に保ち、温室へは正圧搬送。
      • 昆虫トラップ（黄板・ファン式）を CO₂ 投入口付近に設置。

4. まとめ

  • メリット：化石燃料ゼロの CO₂ 供給＋余熱利用で持続性◎
  • 留意点：湿度・胞子・MVOC・供給変動を放置すると、逆に病害・臭気・作業環境悪化リスク
  • キモは「空調／ろ過／スケジューリング」の三位一体設計。これさえ押さえれば、研究例が示すようにレタスやイチゴなどで 二桁％の増収 が十分狙えます。
 

キノコ栽培室からのCO2を含んだ空気を野菜・果菜栽培施設に送るシステム構成（具体的な部材、装置名と推奨商品、価格）

以下は「キノコ栽培室→野菜・果菜ハウス」へ CO₂ 含有空気を送るときの典型的なフロー順で、実際に国内で入手しやすい部材・装置、参考価格（税込み、2025 年6 月時点）をまとめた早見表です。
価格は1 台／1 ロットあたり。施工費・送料は含まず、在庫や為替で変動します。
#目的・取付位置推奨製品・型番主な仕様／備考参考価格 (円)
1粗じん捕集（排気口直後）RS PRO プリーツパネル G4（品番730-2766, 594×594×95 mm, 6枚入）MERV 8／G4, ΔP 45 Pa 初期45,500/袋
2中性能フィルタKlair F7 多ポケットフィルタ 595×595×600 mm（WASHPAK）EN779 F7（ePM1 ≥ 80 %）≈10,000 ※都度見積
3HEPA＋送風一体日本エアーテック FFU “MAC-IIA”ISO Class 5, AC100 V77,980〜
4UV-C 殺菌ユニット（胞子・菌抑制）アズワン UV-C置型空気除菌器254 nm ×4灯, 128 W153,780
5VOC・臭気吸着TRUSCO 活性炭フィルター カートリッジ10″ ハウジング用8,138
6除湿（顕・潜熱）ダイキン 産業用除湿機 J2KP（2馬力, 床置/ダクト）三相200 V, 除湿 5.0 kg h⁻¹689,780
7CO₂ バッファ/混合槽アネスト岩田 レシーバータンク SAT-1000C-85 (1 m³)耐圧0.85 MPa841,060
8搬送ファンPHAT JETFAN 150 mm（インライン, SC付）max 560 m³ h⁻¹40,480
9ファン用インバータ三菱 FR-D720-0.75K（三相200 V）V/F制御, 0.75 kW24,514
10流量バランス/遮断Panasonic 電動ダンパー FY-MDS062（φ150 mm）常時閉鎖・煙逆流防止型16,898
11耐静電フレキダクト汎用 PVC φ200 mm × 10 m送風-50 〜 +80 °C6,980
12CO₂ 濃度フィードバックSenseair S8-0053 (NDIR 0-2000 ppm)UART/PWM 出力6,268
13高湿環境用 CO₂ 送信機（任意）Vaisala GMT220 (IP65, 0-5 % vol)4-20 mA≈115,000 US$740
14温湿度センサSeeed Grove-SHT35 (I²C)±1.5 %RH, ±0.1 °C1,899
15制御 PLCWAGO PFC200 (750-8215)IEC 61131-3, Modbus/TCP, CANopen492,074
16現場 CO₂ 警報器SNDWAY SD-M05 卓上モニター0-10,000 ppm, アラーム付18,800
17バックアップ CO₂液化炭酸ガスボンベ 10 kg/13.4 L 型食品・飲料グレード (E290)59,590

どう組むか —— 4 ステージ配管イメージ

  1. 菌床室排気側
      2. 排気フード → #1 G4 → #2 F7 → #3 HEPA/FFU → #4 UV-C → #5 活性炭 → #6 除湿 → (負圧維持用ミニファンでも可)
  1. バッファ・混合部
      2. 乾燥・清浄空気を #7 タンクに溜め、CO₂ センサ (#12/#13) と PLC (#15) で濃度・圧力を監視。
  1. 搬送ライン
      2. #8 インラインファン＋#9 インバータで流量制御 → #10 電動ダンパで ON/OFF・三方混合 → #11 フレキダクトで温室へ。
  1. 温室内
      2. CO₂ モニター (#16) と温湿度 (#14) を PLC に戻し、目標 800–1000 ppm / RH 70 % / 25 °C で PID または時分割制御。
      CO₂ が不足したら #17 ボンベ経由でソレノイドを開放し自動補填。

導入・運用のヒント

  • 空調バランス — 菌床室は−5 Pa、温室は＋5 Pa を目安に。ダンパとファン PID を一括でチューニングすると安定します。
  • フィルタ交換 — G4 は 1–2 か月、F7 は 3–4 か月、HEPA は ΔP > 250 Pa または 1 年が目安。
  • 除湿熱回収 — ダイキン J2KP は排熱を温室暖房に回せるヒートポンプ式で、冬場の光熱費を約25 % 圧縮という実測例があります。
  • 安全対策 — CO₂ 3000 ppm 超でアラーム → ファン全開・外気導入。作業員が入る場所には 2 段アラームを必ず。
  • 将来的な拡張 — PLC は MQTT/OPC UA も使えるので、クラウド可視化・AI 施肥制御と連携しやすい構成です。
💡 上記を“たたき台”に、温室サイズや目標 CO₂ 濃度に合わせてファン容量・フィルタ寸法を微調整すれば、初期投資 250–300 万円程度で「化石燃料フリーの CO₂ 施用ライン」を実装できます。
 

20tコンテナサイズでキクラゲを約1000菌床で栽培しているキノコ栽培室からの空気をフィルターを経由し加熱での殺菌、除湿を行い野菜栽培室に送る方式で野菜栽培へ与える問題を排除する安価システム

1. “最低限これだけ”でリスクを抑える 5 ステージ

20 ft コンテナ（内空 ≒ 33 m³）で 1000 ブロックの白キクラゲを培養する場合、 風量 200–250 m³ h⁻¹ を処理できれば十分です。下図は菌床室 → 野菜室へ送る最短コスト構成。
番号は流れ方向に並んでいます。
#役割具体部材 (国内で入手容易)価格の目安*理由／メモ
1粗じんフィルタMERV 8 換気フィルタ (20×20×1″) 1 枚≈ ¥1,000/枚胞子サイズ > 5 µm を 70 % 捕集
2高性能＋送風DIY Corsi-Rosenthal Box …MERV 13 フィルタ 4 枚＋20″ ボックスファンフィルタ ¥3,000×4 + ファン ¥6,500 ≈ ¥18,000市販 HEPA-FFU(¥20 万)の 1/10 以下で 0.3 µm を 90 % 以上捕集・400 m³ h⁻¹ 処理
3殺菌補強UVC-LED バー 275 nm、20 W1 本 ¥7,000 (海外通販)LED は水銀灯より 1/4 電力・長寿命。フィルタ後に設置し照射 1 s ⇒ 菌／ウイルス 99 % 不活化
4臭気・MVOC 吸着丸ダクト活性炭フィルタ φ150 mm¥19,250マッシュルームアルコールなど匂い・害虫誘引成分を除去
5除湿＆搬送① 家庭用ハイブリッド除湿機 Panasonic F-YHVX120 (12 L d⁻¹)¥55,200RH 90 %→70 % へ。排熱は温室暖房に転用可② インラインダクトファン スイデン SJF φ150
  • 税込・2025 年6 月。中古／並行輸入を使えばさらに 2–3 割下げられます。

この構成で抑えられる主なリスク

リスク対策補足
胞子・カビ菌#1+#2 で粒子 0.3 µm まで 90 %+ 捕集、#3 で残存生菌を不活化HEPA 専用機並みの清浄度を 2 万円以下で達成
細菌・ウイルスUVC 275 nm で 99 % 不活化UVC-LED は即時点灯・低発熱
高湿度#5 除湿機で 25 °C／RH 70 % 付近へ12 L d⁻¹ 能力で 200 m³ h⁻¹ の空気を ΔRH-15 %
臭気・MVOC#4 活性炭フィルタ寿命は 3–4 か月
CO₂ 変動ブロック 1000 個なら ≈ 2.6 kg d⁻¹ 排出。野菜室 200 m³ を 1000 ppm に保つには 1.2 kg d⁻¹ で十分—> 供給過多を防ぐため PLC or タイマーでファンを断続運転

2. さらにコストを削る裏ワザ

アイデア目安コスト留意点
電気ヒーター殺菌を 省略し、UVC + 活性炭だけにする▲ ¥13,000（3 kW ダクトヒータ 価格）省エネ・部材減。ただし 100 °C 殺菌が必須の GMP 適用施設では不可
除湿を 中古窓用エアコン (除湿モード) で代用▲ ¥30,000凝縮水を排水できる場所が必要
ファンを 汎用 AC 150 mm（モノタロウ）に置換▲ ¥50,000静圧 100 Pa 以下なら OK (短ダクト)
活性炭フィルタを 園芸用 Rhino Pro Φ150/600 mm に変更▲ ¥10,000寿命は約 1 年、重い (4 kg)

3. 設置・運用メモ

  1. 負圧→正圧の一方向流
      • 菌床室：−3 Pa 野菜室：＋3 Pa で気流逆流を防止
      • ファンは野菜室側に置くと配管が常に負圧になり漏れリスク減少
  1. メンテ間隔
      • MERV 8：月 1 回交換 MERV 13：2–3 か月 活性炭：4 か月 UVC-LED：2 年
  1. センサを忘れずに
      • CO₂ (Senseair S8：¥6,200) と 温湿度 (SHT35：¥1,900) を Raspberry Pi などに接続し、CO₂>1200 ppm または RH>75 % でファン強運転
  1. 総消費電力 ＝ ファン 100 W + UVC-LED 20 W + 除湿 260 W ≈ 380 W ⇒ 1 日 9 kWh (¥234)

4. まとめ

  • フィルタ＋UVC＋除湿の3点セット を DIY 部材中心で組むと 総額 18 万円前後。
  • HEPA-FFU や業務用除湿機を丸ごと買う構成（40–60 万円）と比べ、性能を落とさず 1/3～1/4。
  • これで 胞子・病原・湿度・臭気 の主要トラブルは実用レベルで回避可能です。
  • もし GMP クラス相当や医療向け野菜など無菌レベルが必要なら、ヒーター滅菌＋H13 HEPA FFU（¥20 万）を追加してください—エネルギー＆コストが一桁跳ね上がる点だけご注意を。

上記、各部材、機器のメーカ、推奨品、価格表

 
流れ #用途／取付位置メーカー推奨品・型番 (主要仕様)概算価格*
①粗じんフィルタ（菌床室排気口直後）RS ComponentsRS PRO プリーツパネルフィルタ G4 〈730-2766・594 × 594 × 95 mm／6 枚〉45,500 円／袋（1 枚あたり≈7,600 円）
②-A高性能フィルタ（Corsi-Rosenthal Box用）Tex-Air Filters20 × 20 × 2″ MERV 13 フィルタ 4 枚キットUS $60 ≈ 9,300 円
②-B送風ファン（Box Fan）LaskoBox Fan 3733 20″ 3段速13,200 円
③UVC 殺菌 LED バー（フィルタ後）Cremona ToolsUVC LED Bar 24 V／270-280 nm 1 m 〈#546785〉20 W相当€54.90 ≈ 8,500 円
④活性炭フィルタ φ150（臭気・MVOC 吸着）カルモア丸ダクト活性炭フィルタ φ15019,250 円
⑤除湿機／ヒートポンプPanasonic衣類乾燥除湿機 F-YHVX120（除湿能力 12 L 日）55,200 円
⑥インラインダクトファン（搬送）スイデンジェットスイファン SJF-250L-1（φ250 mm，200 V）54,480 円
⑦CO₂ センサ（制御用）SenseairS8-0053 NDIR 0-2000 ppm5,671 円
⑧温湿度センサ（フィードバック）Seeed StudioGrove-SHT35 I²C1,899 円
  • 為替換算は 1 USD ≈ 155 円、1 EUR ≈ 155 円（2025 年6 月）で計算。輸入品は送料・関税を別途見込んでください。

使い方メモ

  • ①→②-A/B→③→④→⑤ の順に直列配置し、⑤と⑥を温室側正圧で運転。
  • センサ⑦⑧を Raspberry Pi 等に接続し、CO₂ > 1200 ppm／RH > 75 % で⑥の風量を PID 制御。
  • 年間交換コストの目安：① 月1、②-A 2〜3 か月、④ 4 か月、③ 2 年。
このリストを基に、ダクト径や温室規模に合わせた台数調整を行えば、総額 18〜20 万円程度で“粗フィルタ＋MERV13＋UVC＋活性炭＋除湿＋搬送”の基本ラインが組めます。