ガス利用・産業機器材

ウルトラファインバブル気液混合装置(ナノバブル)

ウルトラファインバブル気液混合装置(ナノバブル)
ウルトラファインバブルの特長

液体中の気泡(バブル)は、通常、光の散乱のため目で見え、液体が白濁(下写真左側)したようになります。一方、おおむね100~200nm(0.1~0.2μm)に気泡径の最大ピークを持つウルトラファインバブル(ナノバブル)は、可視光の回析限界を超えているため光学式顕微鏡では観測、視認できなくなり、透明の液体(下写真右側)になります。ウルトラファインバブル(ナノバブル)は、通常のバブル/気泡と異なり、様々な新たな特性が発見されています。

ファインバブルとは?

ウルトラファインバブル

マイクロバブル

  • 直径:発生時 1μm以上 ~ 100 μm未満
  • 運動:液中をゆっくり上昇する
  • 観察:目視可能 (右写真の左側)

ウルトラファインバブル※以前は”ナノバブル”と呼称

  • 直径: 1 μm未満 (100~200nmにピーク)
  • 運動:ブラウン運動が主、浮力は粘性力に比べ小さく、浮上しにくい
  • 観察:目視不可 (可視光波長より小さいため)(右写真の右側)






気泡径 100 μm(マイクロメートル)未満の泡が「ファインバブル」、気泡 径 1 μm未満の泡が「ウルトラファインバブル」と定義されました。(規格: ISO 20480-1:2017 Fine bubble technology — General principles for usage and measurement of fine bubbles — Part 1: Terminology(ファインバブル技術-ファインバブルの使用と計測に関する一般原則-パート1:用語)(2017-06-22))

特長

ウルトラファインバブルは、透明で見えないこと以外に以下の特長があります。

  1. 液中でブラウン運動(微細振動)をしながら、浮力の影響を受けずに液中に長時間滞在する(水中に6ヶ月以上留まった例が確認されています)
  2. 従来の気泡では不可能な微細な隙間に侵入、固体面と付着物の接触面への浸透性が高く、汚れや臭いの元を吸着・剥離できる【微細構造物の洗浄性向上】
  3. 微細気泡の存在で、元の液体の性質(熱伝導性、酸化還元電位等)が見掛け上変えれる、制御できる可能性がある【液体性状制御】
  4. ナノサイズ微細気泡のため、液中での気液接触面積が拡大し、溶解、吸収などが高効率に行える【高吸収性】
  5. 見掛け溶存酸素量等が非常に高い溶液になる【高溶解性液体】
  6. 非常に微細な気泡のため、生物の酸素吸収が促進され、活性化されやすい【生物活性作用】
  7. 窒素ガス溶存ナノバブル水中(低酸素状態)の生物は、体内細菌の繁殖及び血液の酸化が抑制される (特開2014-210214より)【殺菌・酸化防止→鮮度保持】
  8. 微細気泡がマイナス電荷を帯びており、液体中の物資を吸着したり、材料表面に付着しやすい【気泡表面特性】

用途例

ウルトラファインバブルによる脱揮試験

  • 酸素ガス
  • 窒素ガス
  • 炭酸ガス
  • その他ガス
  1. 水産関連(活魚飼育・輸送関連用)
  2. 工業排水・水質浄化関連(酸素曝気)
  3. 農業関連(各種水耕栽培、農作物の洗浄)
  4. 排水のpH処理・中和装置
  1. 水産関連(鮮度保持)
  2. 液中・ボイラ給水の脱酸素(窒素ガス置換)
  3. 洗浄工程(金属面、繊維・樹脂面、ガラス・シリコン基板面)
  4. 製造工程
  5. 高効率二相反応 ほか

ウルトラファインバブルとガス発生装置

ウルトラファインバブル源としてのガスは、その用途に応じ、酸素ガス、窒素ガス、炭酸ガス、その他ガスが使われます。例えば、酸素が必要な場合は、空気を直接吹込む場合もありますが、液中での酸素分圧が高い方が液中への酸素溶解度が高くなり(データはこちらを参照下さい)、一般的には酸素ガス発生装置で大気から製造した90%酸素ガスを吹き込みます。
酸素ガス、窒素ガスの発生装置は、流量などに応じ、各種方式、型式があります。以下をご参照頂くか、お問い合わせ下さい。

窒素ガス酸素ガス溶存・ウルトラファインバブル水で鮮度保持・収量アップ!
(水産業への貢献)

窒素ガス溶存・ウルトラファインバブル水
(水産業への貢献)
酸素ガス溶存・ウルトラファインバブル水
(水産業への貢献)
〇 高品質な刺身用鮮魚は、通常、1日前後で鮮度が落ち、刺身用として不適切になる場合がありますが、鮮魚を窒素ガスUFB海水に浸漬すると、鮮魚の酸化と細菌増殖が抑制され、長時間の鮮魚保持が実現します。
〇 UFB泡の一部の窒素が水の中に溶解する事により、水中の溶解酸素はガス泡となって浮上し、水面で酸素を放出します。その結果、水中の酸素が減少し、魚の血液の酸化が遅くなり、体内の細菌の繁殖も抑えられます。
〇 溶存酸素の改善効果による養殖魚の顕著な成長促進と殺菌効果による養殖場の水質浄化に役立ちます。
〇 酸素ガスUFBを使うと鮮魚の酸化が促進され、鮮度が落ちそうですが、飽和濃度を超える超高酸素濃度環境(酸化を抑制し酸素化を促進する環境)を造ることで、鮮魚内部に酸素が行き渡り、鮮魚本来の色が保持され、商品価値に大きく影響を及ぼす見た目を改善できます by *1
窒素UFB水の魚の鮮度保持期間例:
  マグロ 約20日間、サバ・マダイ 約5日間
(30分間浸漬 by *1)
酸素UFB水の魚の育成・収量アップ例:
  天然ヒラメ 体重:2.66倍、全長:1.37倍に育成。
(60日間、酸素ガス粒径モード径(最頻値)83.4nm、平均径136nm、
DO(溶存酸素)値12mg/L by 特許6126728)
  ウマズラハギの成長期間 数ヵ月短縮
(陸上養殖で出荷可能サイズ by *1)


酸素ガス溶存・ウルトラファインバブル水で収量アップ!
(植物の成長促進)

ウルトラファインバブルの仕組み

【特長】

  1. 溶解酸素(DO)+ ナノバブル酸素の高濃度酸素を根に供給
  2. 高濃度酸素水による土壌内への酸素の効率的高浸透供給
  3. 気泡マイナス電荷による根の肥料吸収の促進

【期待効果例】

  1. 収量向上(収穫量増加、収穫期間長期化)、収穫量増加例:いちご高設栽培 24%、ミニトマト 20%、レタス 重量2.5倍 (*1)
  2. 糖度等の作物品質の向上、糖度増加例:いちご高設栽培 0.9度、ミニトマト 約2度 (*1)
  3. 嫌気性微生物・細菌による病害発生の減少 他                 (*1:経済産業省九州経済産業局 ファイルバブル活用事例集 2017年2月より)

ウルトラファインバブル気液混合装置

ウルトラファインバブル気液混合装置

型 式 UFB - 10 UFB - 50 UFB - 100 UFB - 300
最大処理量 *1 ~ 10 L/分
~ 0.6 m3/Hr
~ 50 L/分
~ 3.0 m3/Hr
~ 100 L/分
~ 6.0 m3/Hr
~ 340 L/分
~ 20 m3/Hr
ガス供給量 ~ 0.5 L/分 ~ 4 L/分 ~ 5 L/分 ~ 20 L/分
設定圧力 ~ 0.3 MPa ~ 0.3 MPa ~ 0.4 MPa ~ 0.45 MPa
配管サイズ:原水入
処理水出
15A クイックカップリング
15A クイックカップリング
25A クイックカップリング
20A クイックカップリング
50A JIS10K
30A JIS10K
50A JIS10K
50A JIS10K
電源 100V 単相 200V 三相 200V 三相 200V 三相
消費電力 0.6 kW 2.0 kW 3.7 kW 17 kW
寸法 *2 350L x 450W x 511H 865L x 715W x 1,055H 1,008L x 1,000W x 1,376H 938L x 1,565W x 1,770H
質量(乾燥) 約 30 kg 約 180 kg 約 300 kg 約 800 kg

※1処理量は、設定圧力、ガス供給量により変化します。各最大値を同時に満たすことは出来ません。

※2突起部は除きます。(この仕様は予告なく変更する場合があります。)

pH処理・中和装置

土木建設現場や各種工場から排水されるアルカリ性排水を炭酸ガスにより確実に経済的に連続中和処理します。

pH処理調整装置、pH処理調整装置フロー図

型 式 NC - 10y NC - 30y
最大処理量 ~ 10 m3/Hr ~ 30 m3/Hr
pH処理範囲 *1 処理前:pH 8 ~ 12
処理後:pH 7 ~ 8.5
中和剤 炭酸ガス(30kg)   詳細はこちら!
配管サイズ:原水入
処理水出
PT 2"
PT 2"
PT 3"
PT 3"
電源 200V 三相 200V 三相
消費電力 2.2 kW 3.0 kW
寸法 *2 390L x 880W x 980H 900L x 1,450W x 1,300H
質量 115 kg 270 kg

※1pHが11.5以上の時は、水温・水質により処理できない場合があります。その場合、処理水流量を調整する・排水槽を設ける等の対策が別途、必要です。

(この仕様は予告なく変更する場合があります。)※2突起部は除きます。

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