what is Ultra Fine Bubble

水などの液体中の超微細な気泡のこと。
この超微細な気泡は大きさによって名称が変わります。
大きさにより、「ウルトラファインバブル」「マイクロバブル」に種類を分けることができます。
また両方の中間の大きさが混合している状態を「ファインバブル」といいます。
現在、ウルトラファインバブルやマイクロバブルの装置には様々なタイプのものがあり、
生成方式の違いによりバブルの物性も異なってきます。

超微細な気泡をつくる技術は日本発の革新的な技術であり、その利用範囲は非常に広く、
洗浄、水質浄化、医療、農業等の多くの分野で新たな価値を提供する技術であります。
技術関連産業は、医療関連、薬品関連、化粧品関連、半導体関連、食品関連、飲料関連、農林水産関連と
多くのアプリケーションが関連する分野を横断する特徴があり、
今後は日本を代表する基幹産業となり、さらには世界的にも大きな市場を有する可能性のある未来型産業です。

Type of fine bubble

1. ウルトラファインバブル

気泡の直径 :

約1μm以下

気泡の運動 :

ブラウン運動

気泡の観察 :

目視不可(肉眼では透明な水)

2. マイクロバブル

気泡の直径 :

約1~60μm

気泡の運動 :

非常にゆっくり上昇する

気泡の観察 :

目視可能

位相差顕微鏡によるナノバブルの観察

左写真の右上部におよそ12μmの泡、
それ以外の白い点がおよそ100~300nmのナノバブルが観測できます。
目視では確認できません。

大気の気体では、この誕生から終焉までおおよそ20日位の長期スパンにて行われます。 液中のナノサイズバブルの一部は大気へ(諸条件を受けます。)

我々の生成するFine Bubbleはナノサイズからマクロサイズの巾の広い気泡郡です。 誕生時のマクロサイズバブルは内部気体分子が高密度で活発に気泡内を飛び回っています。その為、気泡内は高温、高圧で液体との海面張力とのバランスを保ち、気泡自身も液体中に留まることなく運動・移動しています。

【ナノサイズに成長するマイクロサイズバブル】

液中の気泡は気液海面を通して熱交換を行います。
液体との熱交換により気泡内の温度は低下します。
温度低下に伴い、気体分子の活動も徐々に勢いが衰え、
気体内部の圧力が減圧します。このことで、周囲を取り囲む液体の
持つ界面張力が相対的に強くなり気泡への凝縮力により気泡は収縮し、粒系は縮小化します。さらに熱交換が進むと、気泡は球形の中心部同士が集中的に押し込まれ、やがて、気泡は破壊する。内部の気体分子はこの事で液体中に飛散し、液体分子網の中に組み込まれ、気液混合体となる、その後、気体は必要分子を気体分子ネットに残して気体分子、液体分子もそれぞれの場に戻ります。

代表的な方式

1. 加圧溶解方式

液中に圧縮した気体を一気に解放させることにより発生させる方式。
高濃度生成ではあるが、50μm以上の泡が多く生成され、気泡同士が結合、肥大化する傾向が強く、上昇スピードが速く、結果として液中の滞留時聞が短い。

2. 旋回流方式

気体と液体を高速旋回させ、せん断力により発生させる方式。微小均一な内部陰圧の泡が生成されるが、低濃度生成のため、生産効率、試験効率が悪い

3. スタディックミキサー方式

加圧溶解方式と同じ

4. キャビテーション方式

旋回流方式と同じ

5. ベンチュリ一方式

旋回流方式と同じ

生成方法

均一で高濃度なファインバブルを連続して安定的に生成します。
ファインバブルの浮力がほぼ無くなり、滞留時聞が長くなります。
結果として液中に濃度の高い状態を長時間維持します。

A.気体をポンプ負圧で引き入れ
B.加圧溶解・せん断方式・キャビテーション方式
C.発泡ノズルから発泡

当社方式は、加圧溶解方式、旋回流方式、キャビテーション方式を複数組合わせることにより高濃度で均一なファインバブルを安定生成する方式です。 同方式で特許を取得しています。

1. 界面活性作用

マイナスの電荷を帯びているため汚れなどのプラスのものに付着しやすい。
水中の様々な汚れを浮上分離させたり、工業製品の洗浄も可能になる界面活性作用により粘性を和らげる効果、ものを混ぜる効果があります。

 

2. 衝撃圧力作用

気泡圧壊時に局部的に高温状態になり衝撃を発生させ周辺物質に作用します。
細胞破壊を必要とする最新医療の分野や醸造、発酵などで幅広く活用できると期待されています。

 

3. 生理活性作用

生物に成長促進の効果があるほか、使用する気体に酸素を利用すると溶存酸素量を高効率で増やすことができます。
化学薬品と違い、生体の安心・安全な発育に貢献できます。

 

4. 気泡が極めて長期間液中に存在する

UFBは、通常の気泡のように大気中に浮上せずブラウン運動をしながら長時間水中に滞在します。

 

5. 圧壊にフリーラジカルを生成

自己圧壊作用により、水や窒素などが分解されラジカルが生成されます。

 

※生成方式によりバブルの物性が異なるため全てのファインバブルが上記のような作用をもたらす訳ではありません。

現在、準備中。