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月刊エコインダストリー 2006年3月

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特集:マイクロバブル/ナノバブルの環境技術への応用

商品コード: E0603

  • 発行日: 2006年2月25日
  • 価格(税込): 4,320 円
  • 体裁: B5判
  • ISBNコード: 1342-3037
こちらの書籍については、お問い合わせください。

目次

特集:マイクロバブル/ナノバブルの環境技術への応用
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特集にあたって

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松本洋一郎(東京大学大学院 工学系研究科 機械工学専攻 教授)

【目次】
1. はじめに
2. マイクロバブルの特性
3. 気泡発生手法と気泡径計測手法
4. マイクロバブルの応用
5. おわりに


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第1編 マイクロバブルの特性

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気泡の上昇運動と界面活性剤が与える影響

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高木周(東京大学大学院 工学系研究科 機械工学専攻 助教授)

 水中を上昇する気泡は,水中に存在する微量の界面活性剤の影響によりその挙動が大きく変化することが知られている。 本稿では,界面活性剤のもたらす効果である上昇速度の急激な低下,気泡どうしの合体の抑制などについて,実験結果と計算結果の比較を通して説明を行う。 また,単一気泡に働く種々の力に関して簡潔にまとめる。

【目次】
1. はじめに
2. 界面活性剤が単一気泡の上昇速度に与える影響
2.1 背景
2.2 実験手法
2.3 数値計算手法
2.4 結果と説明
3. チャネル内上昇気泡流の挙動に対する界面活性剤の影響
3.1 流れの多重スケール性
3.2 実験装置,実験条件
3.3 界面活性剤が個々の気泡および気泡流全体の挙動に与える影響
3.4 気泡の効力係数・揚力係数と界面活性剤の影響
4. 気泡に働く種々の力について
(1) 揚力
(2) 付加質量力
(3) 履歴力
(4) 周囲流体の加速による力
(5) その他の力
5. おわりに


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マイクロバブルプルームの挙動-小さな気泡ほど流動を力強く駆動する仕組み-

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村井祐一(北海道大学 工学研究科 エネルギー環境システム専攻 助教授)

 気泡の浮力を液体の対流にエネルギー変換するプロセスでは,マイクロバブルが大きな効果を発揮する。 液体に対する相対速度が拘束されるため,水中の停留時間が長くなり,その固有の疎密構造で流れに半永久的な非定常性をもたらすからである。 また気泡どうしは反発するようになり,撹拌に最も適した対流を作り出す。

【目次】
1. はじめに
2. マイクロバブルによる浮力対流
3. マイクロバブルジェット
4. マイクロバブルどうしの強い相互作用について


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第2編 さまざまな気泡発生手法

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水処理における微細気泡発生手法

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藤原暁子(東京大学大学院 工学系研究科 機械工学専攻 助手)

 マイクロバブルの,比表面積がきわめて大きく水中への停留時間が長いという特徴は,水処理技術においてきわめて有効に働く。 ここではオゾンガスによる水の殺菌や,水中に浮遊する汚染物質の浮上分離といった水処理技術へのマイクロバブルの応用を念頭に置いて,さまざまな微細気泡発生技術の紹介を行っている。

【目次】
1. はじめに
2. 従来型気泡発生手法
2.1 微細ニードル法
2.2 多孔質板法
2.3 散気膜法
3. マイクロバブル生成法
3.1 せん断流法
3.2 気泡崩壊法
3.3 加圧溶解法
4. 今後の課題


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ベンチュリ管を用いたマイクロバブル発生手法

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藤原暁子(東京大学大学院 工学系研究科 機械工学専攻 助手)

 ベンチュリ管を用いたマイクロバブル発生装置は構造が単純かつ高ボイド率条件においても 200μm 以下の微細気泡の発生が可能なことから,水処理技術をはじめ,多岐にわたる分野への応用が期待されている。 筆者らは発生技術の高効率化をめざすうえで重要となるベンチュリ管内における気泡微細化メカニズムの解明について研究を行っており,その概要を説明する。

【目次】
1. 装置の特徴
2. 実験例
2.1 流量の違いによる影響
2.2 界面活性剤による影響
3. おわりに


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極微細気泡生成法

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竹村文男((独)産業技術総合研究所 エネルギー技術研究部門 主任研究員)

 前章では,比較的大量の微細気泡を発生させる方法を紹介したが,本章では微量ではあるが 20μm 程度以下の気泡のみを生成させる極微細気泡発生技術について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 超音波による極微細気泡発生技術
3. 高粘度流体中における極微細均一気泡生成技術


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第3編 さまざまな気泡径計測手法

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さまざまな気泡径計測手法

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藤原暁子(東京大学大学院 工学系研究科 機械工学専攻 助手)

 気泡径の計測は,発生手法の性能評価や利用に際して適切な気泡径の評価を行ううえで重要である。 ここではプローブを用いた接触式計測手法や,可視化,レーザーによる光の散乱,また超音波を利用した非接触式の気泡径計測技術を取り上げ紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 可視化法
3. 光散乱法
4. 干渉画像法
5. 音響式計測法
6. 接触式計測手法
6.1 電気抵抗プローブ計測
6.2 光ファイバープローブ計測
7. おわりに


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第4編 マイクロバブルの利用

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マイクロバブルによる船体抵抗低減

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川村隆文(東京大学大学院 工学系研究科 環境海洋工学専攻 助教授)
児玉良明((独)海上技術安全研究所 輸送高度化研究領域 領域長)

 マイクロバブルを船体の周りに吹き出すことにより抵抗を低減させる技術が実用化されようとしている。 最近行われた実船実験では,マイクロバブルを生成するのに必要なエネルギーを差し引いても正味で 2 %省エネ効果がすでに確認されており,今後の技術改良により 5 %から 10%程度の省エネが実現できると期待されている。

【目次】
1. はじめに
2. マイクロバブルによる船体抵抗低減技術
2.1 吹き出し量の問題
2.2 気泡径と吹き出し方法の問題
2.3 推進器への影響
2.4 気泡の分布予測
2.5 抵抗低減メカニズム
3. 実船適用例
4. おわりに


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マイクロバブルを利用した天然ガスハイドレート製造 

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幸田和郎(JFE テクノリサーチ(株) 技術情報事業部 調査研究第二部 主幹)
井田博之(JFE エンジニアリング(株) エンジニアリング研究所 エネルギー研究部 課長)

 天然ガスの新たな輸送・貯蔵媒体として期待される天然ガスハイドレート (NGH) の製造に関し,マイクロバブルを用いる革新的な製造方法 「微細気泡流法」 を開発した。 プロパンによる基礎試験,メタンによるベンチスケール試験の結果,本製造方法によるハイドレート生成が非常に高速であることを確認した。

【目次】
1. はじめに
2. ハイドレート製造方法
3. プロパンによるハイドレート基礎試験
4. メタンによるベンチスケール試験
5. おわりに


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マイクロバブルを利用した水質浄化技術

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柘植秀樹(慶應義塾大学 理工学研究科 開放環境科学専攻 教授)
李攀(慶應義塾大学 理工学研究科 開放環境科学専攻 博士課程3年生)

 マイクロバブルを水質浄化に利用した例は閉鎖性水域での水質改善などかなり報告されているが,その基礎的な裏づけについてはまだ十分になされているとはいえない。 本研究室では,浄水の生成過程,オゾンによる水質浄化について基礎的研究を進めているので,現状をお知らせしたい。

【目次】
1. マイクロバブルの特徴
2. 浮上分離法への応用
3. オゾン酸化反応器への応用
4. 殺菌への応用
5. 閉鎖性水域の水質改善への応用
6. 課題と今後の展望


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マイクロバブルによる油汚染土壌改質

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芹澤昭示(京都大学大学院 工学研究科 原子核工学専攻 教授)

 油による土壌の高濃度汚染はわが国に限らず世界的にも大きな環境問題の一つとなっており,年々深刻化の状況にある。 そのため,汚染土壌改質のための実用技術や大型プラントの開発が多方面で試みられている。 本報ではマイクロバブルを用いた油汚染土の効率的浄化技術について報告する。

【目次】
1. はじめに
2. 油汚染土壌からの油分分離
3. 油-水エマルションおける由水分離


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ECO ANALYSIS

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化学物質の生物影響評価用DNAマイクロアレイの開発

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草野輝彦((株)エコジェノミクス 代表取締役)

 化学物質の生物影響は急性毒性を主体とした評価がなされているが,急性毒性以外の知見は不十分であり,データベースの整備,新たな手法の開発が必要である。 医薬品の研究開発を中心にその利用が進みつつある DNA マイクロアレイは複数の遺伝子群の発現変化を網羅的に解析することができるツールであり,これを利用した新たな化学物質評価手法について提案する。

【目次】
1. はじめに
2. DNAマイクロアレイによる遺伝子発現解析
3. 化学物質影響評価用DNAマイクロアレイ
3.1 DNAマイクロアレイ市場の現状
3.2 EGマイクロアレイ
3.3 次世代型EGマイクロアレイ
4. 遺伝子発現解析事例
4.1 メダカの遺伝子発現解析
4.2 マウスの遺伝子発現解析
4.3 試験結果からみたEGマイクロアレイ利用の可能性
5. 今後の展望


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ECO NEW ENERGY

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水素・酸素・水をサイクルする新しい二次電池

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盛満正嗣(同志社大学 工学部 環境システム学科 助教授)
松永守央(九州工業大学大学院 工学研究科 教授)

 水素,酸素,水だけを活物質として,これをサイクルさせることで充放電する新しい二次電池 「水素 空気二次電池」 を紹介する。 充放電サイクルに対して高い耐久性を有する正極を開発し,これを水素吸蔵合金と組み合わせることによって,これまで一次電池としての利用だけであった空気電池の新たな可能性がみえてくる。

【目次】
1. はじめに
2. 水素-空気二次電池の特徴
3. 高耐久性二元機能型正極の開発
4. 水素-空気二次電池の開発
5. おわりに


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ECO PROFILE&PRODUCTS

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三菱重工業株式会社

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【目次】
1. 企業プロフィール
2. エコプロダクツ


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ECO MARKET

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デジタルオーディオと環境 -携帯デジタルオーディオプレーヤー:DAP の現状-

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【目次】
1. デジタリー&エコロジー
2. 市場・製品動向
(1) アップルコンピュ-タ
(2) ソニー
(3) 松下電器産業
(4) 東芝
3. おわりに


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ECO INFORMATION

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<製品開発情報>
 ・新しい迅速簡易高感度のテトラサイクリン系抗生物質の検査薬キット   
     エア・ブラウン(株) ライフサイエンス部 FDチーム 

<イベント情報>
 ・第6回 GSCシンポジウム      (財)科学技術戦略推進機構内 GSCシンポジウム事務局
 ・建築・建材展2006(第12回)     建築・建材展事務局
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