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ウルトラファインバブル水の各種測定データ

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1.nB個数分布測定の機器依存性※nB:ウルトラファインバブル(ナノバブル)

Figure1は、Multisizer4およびNanosightで計測したイオン交換水中でのnB個数分布である。それぞれ測定原理が異なるため、Multisizer4は約500nmが測定下限界であり、Nanosightは気泡径の増大とともに検出するブラウン運動が小さくなる。しかしながら両者の結果を合わせて観測すると、120nm付近に最頻径をもち、1.5μm程度までのすそ野をもつ気泡径分布形状となっていると推察される。

2.イオン交換水中でのnB個数分布の経時変化

Figure2は、製造後15日間のnB個数分布の推移をMultisizer4で測定した結果である。製造10分後よりも4日後、さらに15日後の方がより多数のnBが観測された。とくに500から700nmで個数の増加が顕著に見られた。

3.全nB個数の経時変化

Figure3は、nBの個数分布の積分により算出した全nB個数の時間推移である。イオン交換水は、約5か月間にわたってnBの個数の増加が観察された。この間サンプルは冷蔵庫で密封静置(nBは補給されていない)されているので、nBの増分は液相中から析出したかあるいは測定下限以下のnBが膨張または会合して測定可能な直径に達したためと推察される。

Figure4は、液相をイオン交換水および蒸留水とした場合について、全nB個数の経時変化を比較したものである。蒸留水では、イオン交換水で観察されたnB個数の増加は見られなかったが、4か月にわたってnB個数は維持されていた。

4.蒸留水・大気で生成したウルトラファインバブルの粒度分布測定

バブルの生成方式は、気液混合せん断方式。
粒度分布は右図。
粒度分布は、108/mlを達成。
気体は酸素・水素・窒素・オゾン・その他のガスが使用可能。
液体は、粘性に制限があるが、全ての液体が使用可能。

5.ゼータ電位の測定


気液混合せん断方式によるnB生成時においては遠心力の働きにより、「はがれ」現象が起き、摩擦による電荷(ゼータ電位)が発生します。ゼータ電位の特性については、未だ十分に解明されていませんが、nBが安定分散され、長期的に存在することが可能な理由は、このゼータ電位によるものと考えられています。

  • NanoSightによる原水の粒度分布測定画面
    NanoSightによる原水の
    粒度分布測定画面
  • NanoSightによるウルトラファインバブル水の粒度分布測定画面
    NanoSightによるウルトラファインバブル水の
    粒度分布測定画面

※出典…日本混相流学会年会講演会2011 講演論文集「気液混合せん断法により生成したナノバブルの分析法の検討」 寺坂宏一(慶應大)、遠田安沙子(慶應大院)、藤岡沙都子(慶應大)、川原垣昌利(慶應大)、辻秀泰(協和機設)、浦谷善紀(ベックマン・コールター) 参照

※ベックマン・コールター製の電気抵抗法によるパーティクルカウンター(Multisizer4)、日本カンタムデザイン製ブラウン運動解析式ナノ粒子測定装置(Nanosight LM-20)

6.溶存酵素濃度の経時変化

使用機種・・・BUVITAS HYK-32
液体・・・水道水
液量・・・100L
気体・・・酸素
容器・・・ガラス水槽
(900mmx450mmx450mm)

酸素ボンベのレギュレーターを0.1MPa、装置流量計を0.7L/minに固定し、水道水中のDOの変化を計測する。
ガラス水槽の上部は外気との接触を避けるためラップで覆う。

7.オゾン水濃度の測定結果

使用機種・・・BUVITAS HYK-25
液体・・・水道水
液量・・・250L
気体・・・オゾンガス
容器・・・ポリタンク(250L)

250Lの水道水に対し、HYK-25を使用し、気体吸引量0.7L/minで運転、オゾンガス発生量4g/hの装置を使用した。

活用分野と事例 多様な分野で活躍が期待されています

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