ナノバブル（超微細気泡）（（ウルトラファインバブル）とは
超微細気泡とは文字通り小さな気泡を意味し、どの位小さい気泡を超微細気泡と呼ぶべきか日本混相流学会においても様々な意見に分かれています。
しかし物理的な現象から分類するとおおよそ５０ミクロン以下が適当だと思われます。
５０ミクロン以下の気泡は気液界面のイオンの力により収縮します。収縮することで気液界面のイオン濃度は高められ、また内部の圧力と温度は上昇し様々な現象を引き起こすのです。
我々はその様々な現象を利用し多くの可能性に取り組みたいと考えています。
ウルトラファインバブル（超微細気泡）の歴史
微細気泡研究の歴史は意外と長いです。1800年代の終わりに近い1894年、イギリス海軍が初めて高速魚雷艇をテストしていた時のこと。魚雷艇のプロペラが激しく振動し、その表面が激しく腐食することを見出しました。
この時に、回転するプロペラの表面に多数の泡が形成されるのを目撃しました。原因はこの泡の生成と消滅に関係があるのではないかと仮説を立てました。プロペラを大きくしたり、回転数を減らしたりするとこの泡形成(cavitation)の問題が軽減されました。しかし、魚雷艇はスピードが命、しかし、スピードを上げると致命的になるというジレンマに陥っていたのです。ここで、英国海軍は時の古典物理学の神様、レイリー卿(本名はJohn William Strutt)にことの究明を依頼しました。卿は形成した泡(マイクロバブル）がプロペラ表面で爆縮（Collapse)する際に、激しい乱流、高熱、さらに高圧力も発生することを見出しました。モデルを作って計算した（Rayleigh-Plesset Eq.)ところ、温度が一万度、圧力が一万気圧という結果を得ました。科学研究の発端は常に現実味を帯び、しかも必要性に駆られています。
因みに、このとき、やかんの湯が沸騰する直前に発する雑音はこのマイクロバブルが弾けることによる超音波であると指摘しています。
ウルトラファインバブル（超微細気泡）を作る６つの方法
1.旋回液流式
2.加圧溶解式
3.エゼクター式
4.ベンチュリ式
5.混合蒸気直接接触凝集式
6.超音波振動
ナノレベルの微細孔より気相を噴出させ、更に微細孔境界に液流を与えることで気相が微細に切断され、超微細気泡を発生させることができます。
超微細孔式を用いた弊社の超微細気泡発生装置の優位性について
弊社が世界で唯一作り上げた超微細孔式超微細気泡発生装置はもっともエネルギーを使わずに穏やかに気泡を発生します。
泡を作る為に必要な気相の圧力は液相との差圧で0.1Mpa
泡を作る為に必要な液相の流速は1ｍ/sec
同じ量の空気を液中に溶かすネルギーは、通常曝気の1/200旋回液流式の1/20
超微細気泡は医療分野に新たな可能性を秘めています。
弊社製品は既に幾つかの特許を申請しています。他の製品に比べて圧倒的な優位性を有しています。世界中の人々が地球環境の中で共存繁栄出来るような社会を、この技術は提供します。
多くの研究者と共に新たな原野を切り開いて確かな技術として情報を発信して行きたいと思います。
優れた経済性
弊社の微細孔式のナノバブル発生方法は大きなエネルギーを必要とせず わずかな動力でナノバブルを発生します。
システムの安定性
超微細孔式ナノバブル発生方法はシステムがシンプルでバイオフィルムにも犯されにくい堅牢なシステムです。他社の方式ではバイオフィルムやコンタミンンによるトラブルが発生しますが弊社の方式はメンテナンス期間も長く安定してナノバブルを生成し続けます。
あらゆる液体で使用可能
焼成セラミック使用により対薬品性に優れています、またスラッジなどの多い液体や粘度のある液体、汚水等にも適しています。
電荷をかける事が可能
導電性セラミックスなので電荷をかけて様々なリアクションを引き起こすことが可能です、電気分解をしながらのナノバブル発生であったり、電熱を併せてのナノバブル発生など可能性は未知数です。
高周波誘導加熱が利用可能
導電性セラミックスなので高周波による誘導加熱が可能です、ナノバブルをキャリアとして新しい加熱が利用できます。
構造が最もシンプルである
超微細孔式ナノバブ発生装置はダントツに構造がシンプルであり持続性能も最も高いといえます。セラミックス＋0.2Mpsの空気圧力＋水流で簡単にナノバブルを得ることが可能です。
超微細気泡の様々な特性
超微細気泡には近年様々な特性が発見されました。
超微細気泡は凝集し圧壊する過程で空気中の酸素を活性酸素に変化させOH-やO3等の殺菌力を持つ分子を作り出します。
超微細気泡の境界面に存在するイオンの力で油分を分解したり吸着することにより洗剤を使わずに洗浄能力を発揮します。
超微細気泡は細胞の隅々まで行き渡り免疫力を向上させる効果が確認されています。養殖業などでは抗生物質を減らしたり完全に使わなくすることに成功しています。
超微細気泡を用い育てられた魚類や甲殻類若しくは植物は通常の生育より２割から３割近く大きく育つことが確認されています。
超微細気泡で養畜された牡蠣がマイナス２０度で凍らせても死なずに生きていることが確認されています、これは微細気泡が凍結時の細胞のダメージから保護していると考えられています。
超微細気泡を加熱することでより早く液相の温度を上げることが出来ます、逆に気相の温度を下げることによって液相の温度を効率的に下げることも確認されています。
超微細気泡を多く含んだ液体は通常より蒸発が促進される事が確認されています。この効果を利用することによって水冷式冷却塔の効率化や、蒸発分離式海水淡水化装置などが考えられます。
超微細気泡は湖水、河川、海洋等の生物バランスを整え、嫌気性菌による悪臭や毒物を排除します。海のような大きなエリアでも超微細気泡は広い範囲に行き渡り長い時間効果を持続します。
超微細孔式ナノバブル(独自技術)
コストと性能の問題で実現できなかった
ナノバブル技術を解決する
酸素供給方式の比較
電気代：１ｋｗ辺りの酸素供給能力での比較であり送液ポンプ等の電力総計による。
初期費用：必要酸素量を同じとして仮定した場合の概算である。
装置寿命：ポンプやモーターを含めて装置寿命のもっと長い微細孔式を１００とし比較した。
超微細孔式ナノバブルの能力について
- 超微細孔式バブル発生方式はセラミックスの表面積で搬送ガス量が決まってくる。表面積１㎠辺り３～８cc毎分のガスが透過出来る。
- 透過させるためのガスの圧力は水圧+0～0.2Mpaの範囲で調整する。
- 流速は表面流で１ｍ毎分以上が望ましい。
- 空気を用いると窒素もバブル化し液中の分圧は１：４となる、これは通常の曝気では起こらない現象である。
- 連続稼働で4年間ノーメンテナンスの実績がある。
- 200度以下の高温下でも使用可能である。
- Ph１の硫酸液の中でも使用可能である。
- Ph14の高アルカリ液でも使用可能である。
- 高粘度の液体でも使用可能である。
- 直列接続で高濃度化が可能である。
【使用例】
一般排水処理、食品工場排水処理、化学工場排水処理、水耕栽培、露地栽培、魚の鮮度保持、食品の殺菌、プールの殺菌浄化、池の浄化維持、海域浄化、鰻の養殖、鯉の養殖、鯛の養殖、牡蠣の養殖及びウイルス対策、アワビの養殖、活魚搬送チョウザメの養殖及び味上げ、エビの養殖、エビの鮮度保持、養豚場のサニテーション、牛の乳房炎予防、鳥の感染症予防、畜舎の洗浄、養豚酪農牧畜養鶏等の排水処理、病院内のサニテーション医療目的のオゾンナノバブル、介護用ナノバブル浴、ヘアーサロン向け炭酸ナノバブルシャワー、水素ナノバブル浴、点滴へのナノバブル投入、造影剤としてのナノバブル投入、洗浄目的、油水分離、エマルジョン燃料、各種培養、シェールガス用クラッキングナノバブル水、レアアース抽出、水素重合、食品のテクスチャー改良、etc
超微細孔式ナノバブルの検証データ1（世界一の評価を頂く）
英国Malvern社にて測定
2017年12月22日
平均粒径：84.7nm
バブル総数：3.19+10^9乗
※計測限界以上なので、この後10倍に希釈して再度測定するが9乗以上の泡が入っている事が証明される。
超微細孔式ナノバブルの検証データ2 電気抵抗ナノパルス法による測定
お台場 メイワフォーシス社にて測定
2019年8月16日
電解液中のナノバブルを測定した、超純水に水酸化カリウムを溶かし0.25Ω・ｍに調整しナノバブルを発生させ計測する。
高密度ナノバブル技術の用途
事業領域と親和性
- 目的によって注入する気体（ガス）を選ぶことで全く違う効果と用途を生み出すことが出来る。
- 同じ製品と手法によって異なる市場に容易にアプローチすることが出来る事もHd-ナノバブル技術のアドバンテージである。
- その中でも特に親和性の高い分野から優先的に事業開発を進める。
微細孔式ナノバブルで出来ることその1 養殖関連
| 鮮度保持 |
|
|---|---|
| 活魚 |
|
| 食の安全 |
|
微細孔式ナノバブルで出来ることその2 インフラ事業
| 排水処理 |
|
|---|---|
| 環境浄化 |
|
| 水の安全と健康 |
|
微細孔式ナノバブルで出来ることその3 産業関連
| エネルギー |
|
|---|---|
| 工業 |
|
| 医療 |
|
