マイクロデバイスによる農産物および水耕栽培への影響に関する研究

• 研究課題/領域番号: 18658093
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 農業環境工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 鳥居 徹 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (60172227)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円); 2007年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円); 2006年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
• キーワード: マイクロナノデバイス / 微小気泡 / マイクロチャンネル / 微小流体素子 / ポストハーベスト / マイクロバブル / 単分散

研究概要

近年、微小気泡(マイクロ/ナノバブル)水が注目されているものの、既存の微小気泡生成装置では、粒径の揃った微小気泡を生成することは極めて困難である。そこで、分散相の流体が連続相の流体からのせん断力を受けることよって液滴化が起こるという原理に基づくマイクロチャンネルを用い、粒径の揃った微小気泡水を生成することを目的として研究を行った。
今年度はまず、溶存酸素濃度を因子とみなし、マイクロチャンネルによる酸素マイクロバブル水の生成効率について検討した。材料の酸素はオキシドールを分解したものを捕集して用いた。マイクロチャンネルの連続相に純水を10ml・h-1で固定、分散相に酸素を1.5〜4.0ml・h-1に変化させて導入した。対照実験としてビーカに50mlの純水を入れ、生成した酸素をエアーストーンを通して曝気したものも用意した。全てのバブル水の作成時間を1hとした。その結果、分散相が1.5ml・h-1の場合には、対照区よりも低い溶存酸素を示し、2.5ml・h-1および4.0ml・h-1の場合には、高い溶存酸素濃度のバブル水が生成された。特に、2.5ml・h-1の場合に最高値を示した。これは、導入酸素流量が低い場合には、供給量不足、逆に高い場合には、生成直後にバブル同士が合一化して空気中に散逸することが原因と推察された。従って、合一化を阻止できない系の場合には、酸素導入の最適流量が存在することが判明した。
次に、酸素マイクロバブル水によるモヤシへの殺菌効果についての検討を行った。その結果、対照区に比べて酸素マイクロバブル水区では一般生菌数が低い値を示したものの、有意な差は無かった。従って、酸素マイクロバブル水には青果物の殺菌効果があるとは言い切れないものの、他の殺菌効果のあるものとの組み合わせ次第では効果が導き出される可能性があることを示した。