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HOME > No.19, Nov 2019 > Making Cut Flowers Last Longer

Making Cut Flowers Last Longer

Development of plasma nutrient water production system and plasma gas freshness preservation system By Hirofumi Takikawa
Chirality of vitamin-D derivative affects the protonation states of its receptor protein

Professor Hirofumi Takikawa and Assistant Professor Toru Harigai at the Electrical and Electronic Information Engineering Department and Associate Professor Takahiro Yamauchi at the Research Center for Agrotechnology and Biotechnology, a research group of Toyohashi University of Technology, have been working on the development of technology that can make cut flowers last longer. In order to realise a practical implementation of the developed technology, the research team collaborated with Sinfonia Technology Co., Ltd. in Toyohashi, to develop a plasma nutrient water production system and a plasma gas freshness preservation system.

Fig.1
Fig.1 Concept of the production process of plasma nutrient water

The flower industry faces several issues such as strengthening brands, saving cost and energy in production, preserving freshness and improving vase life, and improving resistance to diseases. Among these, preserving freshness and improving vase life are expected not only to make products more appealing, but also to open up new opportunities for distribution such as overseas exports. In recent years, efforts have been underway to guarantee a long vase life.

Against this background, Toyohashi University of Technology has developed a technology that uses discharge plasma to sterilize tap water and at the same time produce plasma nutrient water containing nitrogen oxides, which act as nutrients for plants. A patented material was used for the discharge electrode, a system of sensors that constantly measures the concentration of nitrogen oxides (nitrate ions and nitrite ions) in the production line was developed, and a patent was applied for. Sinfonia Technology Co., Ltd. has now produced a plasma nutrient water production system incorporating these technologies.

Fig.2
Fig.2 Plasma nutrient water production system

The system can produce 6 liters of high-concentration plasma nutrient water in 10 hours. In actual use, this is diluted to 50% concentration. Power consumption is low at about 120W. The company has also developed a new system (plasma gas freshness preservation system) that irradiates plasma gas containing ozone when unloading products before shipping. In terms of performance, the effect of extending the vase life of roses was confirmed in joint research conducted with JA Aichi Minami.

In addition, the research group is also promoting the development of optical environment measurement technology using solar cells to contribute to the increased use of IoT in the agricultural field. The group has provided technology to Sinfonia Technology Co., Ltd. and developed a photon flux density measuring device (band-spectral quantum meter) with a resolution of 100 nm. With this device, the growth environment can be easily confirmed.

切り花を長持ちさせる

プラズマ栄養水製造装置およびプラズマガス鮮度維持処理装置の開発
By 滝川 浩史

豊橋技術科学大学電気・電子情報工学系の滝川浩史教授・針谷達助教、先端農業・バイオリサーチセンターの山内高弘特任准教授らのグループは、切り花を長持ちさせる技術の開発に取り組み、シンフォニアテクノロジー株式会社と共同でプラズマ栄養水製造装置およびプラズマガス鮮度維持処理装置を開発しました。

花き産業においては、ブランド力強化、省コスト・省エネ生産、鮮度維持・日持ち性向上、耐病性向上、などの課題を抱えています。このなかで、鮮度維持・日持ち性向上については、商品力アップのみならず、海外輸出などの流通改革をもたらすものとして期待されています。近年では、日持ちを保証する取り組みも始まってきています。

このような中、豊橋技術科学大学は放電プラズマを用いて、水道水を殺菌すると同時に、植物の栄養分となる窒素酸化物を含ませたプラズマ栄養水を製造する技術を開発しました。放電電極には特許取得済みの材料を用い、また、製造ラインにおいて窒素酸化物(硝酸イオンおよび亜硝酸イオン)の濃度を常時計測するセンサリングシステムを開発し、特許出願しました。これらの技術を組み込んだプラズマ栄養水製造装置をシンフォニアテクノロジー株式会社が装置化しました。

同装置は、6リットルの高濃度プラズマ栄養水を10時間で製造できます。実際の利用の際には2倍に薄めます。消費電力は約120Wと低電力です。また、出荷前の水揚げ時にオゾンを含むプラズマガスを照射する装置(プラズマガス鮮度維持処理装置)も開発しました。これらの性能について、JA愛知みなみとの共同研究において、バラを対象として日持ち延長効果を確認しました。

更に、同研究グループは、農業分野のIoT活用拡大に寄与するため、太陽電池を使った光環境計測技術の開発も推進しており、今回シンフォニアテクノロジー株式会社に技術提供し、100nm刻みの光量子束密度計測装置(帯域分光式光量子計)を開発しました。この装置を用いれば、手軽に育成環境を確認できます。

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Researcher Profile

Hirofumi Takikawa
Name Hirofumi Takikawa
Affiliation Department of Electrical and Electronic Information Engineering
Title Professor
Fields of Research Plasma Application Technology / Thin Solid Films, Surface Treatment, Nano-materials / Renewable Energy Technology

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