なぜ農家はCO2濃縮をとても愛しているのですか？
炭素は植物の乾燥重量の約45％を占めており、植物の構造にとっておそらく最も重要な要素です。植物は空気中のCO2から炭素を固定します。 しかし、CO2の周囲レベル（ほとんどの場所で約300 ppm）は、植物の成長を最大化するのにほぼ十分ではありません。ほとんどの植物は、800または1200ppmの間で成長が増加します。 1200は、ほとんどの栽培者が到達しようとするレベルです。
特に屋内農家は、CO2濃縮の方法を利用して、収穫量を増やすことができます（通常は約30％）。しかし、1200 ppmのマークに到達するには、どのくらいのCO2を追加する必要がありますか？
この投稿では、植物のCO2消費量を計算する方法と、収穫量を増やすために必要な補給について説明します。これらの数値の背後にある数学を理解することは重要ですが、 栽培者が時間を節約するために使用できる使いやすいツールがあります。
サプリメントの方法について詳しくは、こちらをご覧ください。
CO2消費量の計算
CO2補給について、すべての計算を自分で行うことはお勧めしません。 信頼性が高く簡単なツールがあり、はるかに短い時間でそれを実行できるからです。しかし、 これらの計算の背後にあるロジックを理解することは、栽培者がCO2がどのように農場に流入して使用されるかを理解するのに役立ちます。
CO2サプリメント量の計算方法を理解するには、 CO2を補給することの物理学と経済学について理解する必要がある3つのことがあります。 炭素密度、 直接費、 および間接費。
コンセプト＃1：炭素密度
化合物が異なれば、炭素密度も異なります。以下に示すように、 プロパンは、メタンよりも1分子中の炭素の割合が高くなっています。
これは、1ポンドのプロパンが1ポンドの天然ガスまたは1ポンドのCO2と同じではないことを意味します。 各原料からの炭素は、異なる方法で計算する必要があります。
コンセプト＃2：直接費
直接費用はあなたが支払うものです、 この場合、 CO2自体のために。 CO2濃縮の直接コストは、補給方法のコストまたはバーナーのコストになります。
補給方法のコストとその方法の炭素密度がわかっている場合は、 あなたは炭素のコストを得ることができます。
コンセプト＃3：間接費
CO2の濃縮には、多くの場合、燃焼が伴います。これによりCO2が発生します に加えて 水蒸気と熱。この場合、 間接費は除湿のようなものです、 空調、 および冷却—補充プロセスに起因または関連するコスト。
これらのコストを理解するには、 生成されるBTU（British Thermal Units）と生成される水の量を知る必要があります。
CO2濃縮を計算する手順
補足する必要のあるCO2の量を計算するプロセスを次のステップに分割できます。
1 –作物の炭素密度を計算します。
例えば、 1つの作物の炭素含有量は乾燥重量の50％である可能性があります。ほとんどの作物は40〜50％の炭素（乾燥重量）です。これは作物と生産方法の間で変わります、 より具体的な数値は、このトピックに関する文献に記載されています。 しかし 通常は45％に非常に近いです。
2 –除去された炭素を計算します。
これは基本的に、特定の基準でどれだけの量の作物が除去されるかを表します。作物の炭素密度と組み合わせると、 除去された量は、補充する必要のある炭素の量を示しています。
おそらくこれを時間単位あたりのポンドで測定します。 例えば：
ファーマージョーは毎週12ポンドのバジルと40ポンドのレタスを収穫します。 （それぞれ）47％と45％の炭素で、 ジョーは週に[12（.47）] + [40（.45）]ポンドの炭素を除去しています。それは23.64ポンド/週になります。
3 –特定の原料の炭素含有量を計算します。
使用される上位3種類の原料の炭素含有量を計算するときに、これらの数値を使用できます。
- 天然ガス（メタン）、 （CH4）
- プロパン、 （C3H8）
- 二酸化炭素、 （CO2）
あなたは言いたくなるかもしれません、 「私は10ポンドのCO2を持っているので、 私は10ポンドの炭素を持っています。」それはそれがどのように機能するかではありません。各元素の重量と、原料化合物に含まれる原子の数を確認する必要があります。
CH4（メタン）の場合：
炭素の分子量は約12です。 水素の分子量は1に近いです。メタンの総分子量、 それから、 は 12（1炭素）+1（4水素）=16 。
CH4の炭素密度を計算するには、 炭素の重量を総分子量で割って、炭素のパーセンテージを求めます。
炭素重量/総重量=12/16 =.75または75％炭素
C3H8（プロパン）の場合：
3つの炭素原子は36の重さを作ります、 そして8個の水素原子が総分子量を44にします。
炭素密度は 36/44または82％。
CO2の場合：
酸素の原子量は16に近いです したがって、炭素密度は 12/44または27％。
ご覧のように、 プロパンと天然ガスから最高の炭素密度が得られます。あなたはそれらの両方を燃やす必要がありますが、 システムにCO2を取り込むのにはるかに効率的です。
それぞれの燃料はCO2やその他の製品になります。
1つのCH4を燃やす、 例えば、 結果として1CO2と2H2O、 熱と一緒に。
これで、補充するために燃焼/放出する必要のある原料の量がわかりました。
*ユニットに関する注意 ：天然ガスは立方フィートで測定されます、 CO2はポンドで測定されますが、 プロパンはしばしばガロンで測定されます。
CO2補給の見積もり（ステップ2から-除去された炭素の量）を、使用された測定単位での実際の補給（ステップ3から-あなたが戻している炭素の量）と一致させる必要があります。
重量（ポンド）で除去された作物の量を測定している場合は、 でもあなたは天然ガスを使っています 天然ガスの数値をポンドに変換する必要があります。あなたがそれをするために使うことができる数はです 天然ガス1立方フィートあたり0.06242796ポンド 周囲温度と圧力で。
例えば、 10立方フィートの天然ガスがある場合、 これに0.06242796を掛けて、ポンド単位の測定値を取得します。あなたは0.6242796ポンドの天然ガスを持っているでしょう。
プロパンを使用している場合は、 この数値を使用して、ガロンをポンドに変換できます。 ガロンあたり4.24ポンド。 また、 プロパンが10ガロンある場合、 4.24を掛けて、測定値を42.4ポンドのプロパンに変換します。
特定の炭素濃縮方法から得られる実際の炭素の量を計算することを忘れないでください。
42.4ポンドのプロパンの場合、 炭素密度は82％で、 42.4に0.82を掛けると、34.77ポンドの炭素が得られます。
4 –施設の効率を考慮に入れる
植物はCO2を吸収し、 しかし、環境からCO2を失う可能性のある追加の方法があります。この損失は換気が原因である可能性がありますが、 漏れのある部屋、 または施設からの拡散。
不幸にも、 施設の効率を見つける簡単な方法はありません。生産者は、空気の代謝回転に基づいて効率を見積もることができます。 開いている窓からの空気の流れ、 ドアの下のひび、 など。完全に密閉された環境では、 栽培者は20％の効率を期待するかもしれません（あなたの空気量の20％が失われています）。
*空気のCO2の周囲レベルはすでに約300ppmであることを忘れないでください。
5 –CO2補給のコストを計算します
CO2濃縮の総量に効率を掛けて、コストを計算します。
例えば、 ファーマージョーは支払っています $ 21.91 /週 サプリメントへ。彼は知っている、 しかし、 そのCO2の約20％が換気と空気漏れのために失われていること。 $ 21.91に.2（または20％）を掛けます 失われたCO2を補うために必要な追加コストを見つけるために、 これは $ 4.38 。これを元のコストに追加し、 ファーマージョーは燃え尽きる計画を立てるべきであることがわかります 週26.29ドル 。
