2012 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロ・ナノバブルを応用した低環境負荷型洗浄システムの開発
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24300249
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyoritsu Women's Junior College |
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Principal Investigator |
山口 庸子 共立女子短期大学, 生活科学科, 教授 (20201832)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 洗浄 / 環境 / マイクロ・ナノバブル / 溶存酸 / LCA / リネンサプライ / 家庭洗濯 / GHG |
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| Research Abstract |
超微細気泡発生装置(AS-K3型・アプス製)を用いて、酸素を導入気体として導入量10/min、超音波作動条件下で、水道水の溶存酸素量の測定からマイクロ・ナノバブルの発生状態を評価した。その結果、溶存酸素濃度は急激に増加し、3分後には過飽和状態となり、装置停止後、酸素濃度はやや低下する傾向にあったが、過飽和状態を維持することを確認した。導入気体として空気を使用した場合、溶存酸素量は低い値を示したが、短時間で飽和状態となり、装置停止後も飽和状態を維持するなど、ほぼ酸素と同様の挙動を示した。水道水にマイクロ・ナノバブルを供給し、短時間で酸素濃度の大幅な上昇と発生終了後も維持できるマイクロ・ナノバブル水の特性を確認することができた。
マイクロ・ナノバブル水の洗浄系への応用として、2種類の市販洗剤とJIS指標洗剤を用いて湿式人工汚染布の洗浄力をターゴトメーターにより評価した。JIS指標洗剤では、水道水に比べてマイクロ・ナノバブル水の洗浄力はやや低下する傾向があり、2種の市販洗剤についても顕著な洗浄力の改善効果を認めることができなかった。人工汚染布(EMPA製・血液)を用いて、ジメチルカゼイン(ケラチン分解酵素)の併用効果の評価から、マイクロ・ナノバブル水の活用により洗浄力が改善される傾向が認められた。
リネンサプライ等洗浄系への応用に向けて、工業用洗浄機(12連続洗濯機)のライフサイクルアセスメント(LCA)を行い、工程別のGHG排出量の算定から、洗濯用水の昇温に要するガスのGHG排出量、電力、洗剤のGHG排出量の順に大きく、更に、洗濯後の乾燥に要するガスのGHG排出量も大きいことを示した。工場内で集中管理するボイラー効率を高めると同時に節水や脱水力を強化することがGHG排出量の削減に重要と言える。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
マイクロ・ナノバブル水の溶存酸素量と昇温の関係を明示した。さらに、界面活性剤、酵素との併用系の問題点と課題を明らかにするとともに、実験データの集積と解析を順調に遂行している。リネンサプライ業への応用に向けて、工業用連続洗濯機のLCAを行い工程別のGHG排出量を算定することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
マイクロ・ナノバブル水の洗浄系における基本性能を解明し、洗浄性能を向上させる界面活性剤や酵素活性を高める併用条件、殺菌・抗菌効果を向上させる洗浄条件を系統的な実験を通して追求する。更に、実用化へ向けた取組みとして、企業との情報交換や情報収集を基にLCAを進め低環境負荷型洗浄システムの提案に役立てる。また、半実用試験を行うことから家庭洗濯への活用を検討する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成24年度の結果を基に,マイクロ・ナノバブル水の性能評価の継続と追加実験を行う。また、実用化へ向けた実態調査(リネンサプライ業等)およびLCAの取りまとめを行うとともに最新技術の動向調査を進める。更に、家庭用洗濯機へのマイクロ・ナノバブルの適用へ向けた検討は前年度よりスタートしており、本年度は実際に試作機の製作をスタートする。既に製造メーカとの打合せを進めており、直接経費次年度使用予算を発生装置の試作の経費や打合せの移動や輸送費等に宛てる。マイクロ・ナノバブル水に適合する界面活性剤の選定を進めると当時に、界面活性剤との併用系におけるマイクロ・ナノバブルの物理化学的特性の解明として、表面電位の測定を追加し、マイクロスコープ(購入予定)等を用いて確認する。さらに、研究成果の発表を国内外にて行う。
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