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植物工場の生産性向上、コスト削減技術とビジネス構築-今、注目されている植物工場とは、その全容-

  • An Overview of the Plant Factory-Productivity Improvement, Cost Efficiency Technology and Business Opportunities -
★大手電機メーカー注目のスマートアグリ:国内を代表する植物工場を紹介
★成功のカギとなるコスト、管理、経営の課題解決に向けたノウハウを解説
★安全・安心・安定した野菜生産;植物工場への理解が深まる一書

商品コード: B1157

  • 監修: 安保正一、福田弘和、和田光生
  • 発行日: 2015年11月24日
  • 価格(税込): 8,640 円
  • 体裁: B5判、245ページ
  • ISBNコード: 978-4-7813-1094-7

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  • 完全人工光型 / LED / 遠赤色光 / 多層型栽培 / 代謝リズム / 栄養価 / エキスパートシステム / データ処理 / ネットワーク / 診断ロボット / ユニバーサルデザイン / 自動搬送 / エネルギー削減 / 植物科学 / 農業経済学

刊行にあたって

 今年(2015年)の夏は例年に無く極めて暑い日々が続いた上に、複数の台風が上陸し、各地に災害をもたらした。その結果、生鮮野菜物の値段は大きく高騰した。多くの国々では、地球温暖化に伴う異常気象のため、洪水や異常乾燥に見舞われ農作物の収穫に大きなダメージを受けている。また、我が国では、2011年3月11日の福島原発事故による農地の放射線汚染により、肥沃な農地での農産物の生産が出来ない事態も発生している。

 これらの事態は、太陽光の恵みを受けての農産物の生産だけでは十分でないことを示しており、これまで進めてきた科学技術を、衣・住の領域と同様に、食の領域においても活用し、不足する食料生産を補償する新しい生産システムを構築する必要があることを教えている。

 米航空宇宙局(NASA)は、この夏、2015年8月10日、国際宇宙ステーション(ISS)に滞在中の油井亀美也宇宙飛行士らが、専用装置内でLEDからの赤色と青色の光の照射のみで人工的に栽培したレタスを試食したことを発表した。

 地球温暖化に伴う異常気象に対処するのみでなく、農産物が必要とされるあらゆる場所で、新鮮で安全で美味しい野菜などの農産物を生産し供給できるのが、私達が目指している完全人工光型植物工場である。

 本書は、この完全人工光型植物工場の開設に至る新規な科学技術の開発、植物を効率良く美味しく育てる水耕栽培技術、生産物を安全・安心で安定した安価な価格で供給する新規な科学技術を中心に紹介し、特に、植物工場野菜の特徴と美味しさおよび生産コスト削減や生産量増加のための環境制御に主眼をおいてまとめたものである。さらには、植物工場の展開を加速する高度なビジネス戦略(またはビジネス戦略の基礎)についても収録している。

 植物工場に何がしら興味を持っておられる企業家、技術者、学生諸君、さらには一般消費者にも是非一読をお勧めしたい書である。

(本書「巻頭言」より抜粋)

著者一覧

安保正一   大阪府立大学 名誉教授 ; 福州大学
福田弘和   大阪府立大学 
和田光生   大阪府立大学 
西浦芳史   大阪府立大学 
古川一   大阪府立大学 
小倉東一   大阪府立大学 
福田直也   筑波大学 
東孝信   大阪府立大学 
秋間和広    シーシーエス(株)
明神千穂   近畿大学 
西野慎一   シニア野菜ソムリエ;ベジフルプロデュース
亀岡孝治   三重大学 
伊能利郎   ダイキン工業(株)
大原均   (株)椿本チエイン 
中村謙治   エスペックミック(株)
西田良和   伊東電機(株);(株)グリーンクロックス
横山良平   大阪府立大学 
青木考   大阪府立大学 
羽藤堅治   愛媛大学 
杉村延広   大阪府立大学 
岩村幸治   大阪府立大学 
菅野正嗣   大阪府立大学 
内海ゆづ子   大阪府立大学 
木村一貫   (株)グリーンクロックス 
守行正悟   大阪府立大学 
吉田篤正   大阪府立大学 
木下進一   大阪府立大学 
兼子まや   (株)KiMiDoRi
奥田邦晴   大阪府立大学 
片岡正教   大阪府立大学  
岡原聡   大阪府立急性期・総合医療センター 
宮垣慶子   大和ハウス工業(株)
丸尾達   千葉大学 
浦出俊和   大阪府立大学 
林意雀   工業技術研究院 
王達   北京建王緑色科技有限公司

目次

序章 完全人工光型植物工場の概要 
1 完全人工光型に特化した大阪府立大学植物工場研究センターの紹介
2 植物工場研究センター(PFC)における基盤要素技術の研究開発内容の紹介
2.1 生産コスト縮減への最適栽培用光源(LED)の利用
2.2 生産コスト縮減への栽培(生産)環境の制御技術
2.3 生産コスト縮減への自動化・ロボット化技術
3 生産コスト縮減を目指した新世代大規模植物工場と最新技術の紹介
4 人工光型植物工場の今後の方向性と可能性


〔第1編 生産性,品質向上のための高効率栽培技術と評価〕

第1章 植物栽培技術の基礎と実際

1 植物工場における培養液制御の理論と技術
1.1 はじめに
1.2 一般的な培養液制御システム
1.3 培養液中各要素の植物による吸収濃度の計算
1.4 培養液中要素濃度の管理
1.5 追肥用培養液組成の作成
1.6 pHの調節

2 多層型栽培システムの環境制御
2.1 多層型栽培への変化
2.2 制御対象の目標・方法・制限
2.3 植物工場での植物栽培制御の評価と技術化

3 機能性野菜・ハーブの生産技術
3.1 はじめに
3.2 栽培技術
3.3 野菜・ハーブに期待される機能性
3.4 機能性成分含量の増加技術
3.5 現在の課題と将来への展望

4 植物工場栽培野菜の味と安全性および技術的課題
4.1 はじめに
4.2 植物工場野菜の美味しさ
4.3 安全性
4.4 技術課題と研究開発

第2章 植物を制御する最先端科学技術

1 光質と植物の生理機能―光質を利用した成長調節技術の可能性―
1.1 「光」と高等植物の生育
1.2 光レセプターと光形態形成反応
1.3 形態的変化と光環境
1.4 花成誘導と光質
1.5 光質と植物成長応答反応の応用

2 植物の代謝リズムと制御理論
2.1 はじめに
2.2 植物の体内時計
2.3 概日リズムの同期制御
2.4 細胞集団の数理モデルと制御
2.5 おわりに

3 最新の植物栽培用人工光源を用いた実用栽培技術
3.1 はじめに
3.2 栽培用光源としてのLED照明の効果
3.3 消費電力量あたりの成長効率
3.4 育苗用光源としてのLED照明の効果
3.5 LED照明による成長促進環境下における生理障害
3.6 成長促進環境下におけるチップバーンの発生と風速
3.7 おわりに

第3章 野菜の安全・安心・栄養価評価と魅力

1 栽培環境最適化と機能性成分増加技術の開発
1.1 はじめに
1.2 栽培環境の最適化
1.3 機能性成分増加技術の開発

2 栄養分析プロファイル―植物工場レタスの評価―
2.1 はじめに
2.2 野菜の栄養価と機能性成分の評価手法
2.3 野菜の官能評価
2.4 植物工場産レタスの評価
2.5 大阪府立大学植物工場産レタスの評価

3 植物工場野菜の見え方―流通・生活者の立場から― 
3.1 はじめに
3.2 流通の現場から
3.3 植物工場産の野菜の食べ比べ
3.4 まとめ
3.5 今回の結果から推察されることは

4 食品科学からの植物工場野菜の見え方
4.1 はじめに
4.2 環境制御と野菜
4.3 農産物の価値判断の変化
4.4 農産物の品質
4.5 植物工場野菜の価値
4.6 野菜品質の設計
4.7 野菜栽培レシピ開発
4.8 おわりに


〔第2編 コスト削減のためのシステム,エネルギーとICT制御〕

第1章 最先端工学技術

1 植物工場空調の現状と課題
1.1 はじめに
1.2 植物工場の空調方式
1.3 植物工場空調の現状と問題点
1.4 今後の課題とまとめ

2 植物工場における多層栽培システムと自動化
2.1 はじめに
2.2 立体倉庫式多層栽培システム
2.3 モニタリング機能
2.4 実際の稼働状況
2.5 まとめ

3 環境試験技術を応用した植物生産システムの開発
3.1 はじめに
3.2 コンテナ式植物工場
3.3 ミニ野菜工場・プラントセラー
3.4 おわりに

4 自動搬送システムを利用した生産室(栽培室)の自動化
4.1 はじめに
4.2 植物工場栽培室の概要
4.3 id-Shuttleの作業,動作
4.4 id-Shuttleの構造と機能
4.5 栽培室の制御システムの概要
4.6 栽培室自動化のメリット
4.7 植物工場作業の自動化の将来展望

5 植物工場の熱源技術とエネルギー消費
5.1 はじめに
5.2 コージェネレーションおよびトリジェネレーション
5.3 ヒートポンプ
5.4 一次エネルギー消費量およびCO2排出量の試算
5.5 トリジェネレーションによるCO2利用量の試算

第2章 ICT技術の融合と新展開

1 植物工場とフィールドを繋ぐフェノミクス
1.1 はじめに
1.2 植物工場とフェノミクス ~その接点
1.3 植物工場活用型フェノミクスセンターのために必要な技術要素
1.4 植物工場活用型フェノミクスセンターにできること

2 植物工場の連携と知能化について
2.1 はじめに
2.2 エキスパートシステム
2.3 事実データベース
2.4 ニューラルネットワーク
2.5 遺伝的アルゴリズム
2.6 知能的階層型最適制御システム
2.7 植物工場の連携

3 植物工場と市場を繋ぐ生産・販売戦略
3.1 植物工場と市場を繋ぐうえでの課題
3.2 生産コストの分析
3.3 生産計画の例
3.4 市場との連携をめざして

4 植物工場におけるデータ処理システム

5 情報科学から見た植物工場
5.1 はじめに
5.2 情報技術の特徴
5.3 情報技術を用いた環境制御
5.4 効率的な栽培技術確立を支援する情報技術
5.5 まとめと今後の課題


〔第3編 各種アプローチとビジネス〕

第1章 次世代大規模植物工場における最新技術の紹介

1 「Green Clocks新世代植物工場」プロジェクトの紹介
1.1 はじめに
1.2 施設概略
1.3 実証評価
1.4 生産コスト縮減へのアプローチ
1.5 GCN植物工場の主な新技術
1.6 今後の開発予定

2 優良苗早期診断ロボットの研究開発
2.1 はじめに
2.2 優良苗早期診断ロボット
2.3 発芽期における遺伝子発現解析
2.4 おわりに

3 栽培環境からみた収穫量の予測と品質への影響
3.1 はじめに
3.2 シミュレーションツールの概要
3.3 栽培実験
3.4 収穫量の予測と栽培環境が品質に与える影響

第2章 普及・拡大と関連する各種アプローチ

1 福島県川内村での植物工場の取り組み
1.1 はじめに
1.2 施設概要
1.3 栽培品目・生産量
1.4 衛生管理
1.5 栽培システム
1.6 光源について
1.7 商品形態と販路
1.8 問題点と今後の課題

2 福祉型ユニバーサルデザイン植物工場
2.1 はじめに
2.2 障がい者および高齢者の就労,特に農業就労の現状
2.3 障がい者,特に車椅子使用者を対象とした作業環境および種々の補助具などに関する研究報告
2.4 福祉型ユニバーサルデザイン植物工場の可能性
2.5 おわりに

3 千葉大学における植物工場の活動と実績
3.1 はじめに
3.2 モデルハウス型植物工場事業の概要
3.3 農林水産省植物工場・千葉大学拠点の概要
3.4 千葉大学拠点の詳細
3.5 これまでの結果の概要
3.6 拠点での展示施設・研修などについて
3.7 見えてきた課題と今後の展望
3.8 まとめ

4 農業経済学の立場から見た販売・流通戦略について
4.1 植物工場野菜の経済的特質
4.2 青果物流通の動向と植物工場野菜の流通の可能性
4.3 植物工場野菜のマーケティング
4.4 今後の植物工場野菜の課題

第3章 海外の状況

1 台湾における完全人工光型植物工場の発展と企業の展開現状
1.1 発展の歴史
1.2 台湾植物工場産業発展協会
1.3 政府の役割
1.4 流通ルートの発展
1.5 台湾植物工場の紹介
1.6 おわり

2 中国における植物工場の現状と製品開発
2.1 はじめに
2.2 中国における植物工場の現状
2.3 中国における植物工場の重要技術
2.4 中国における植物工場のボトルネック
2.5 中国における植物工場の政策
2.6 中国植物工場の見通し
2.7 中国における家庭用植物工場
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