キャビテーションを利用した環境保全技術の新展開

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350097
• Research Institution: Toyo University
• Principal Investigator: 加藤 洋治 東洋大学, 工学部, 教授 (00010695)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山口 一 東京大学, 工学系大学院, 教授 (20166622) ; 田村 善昭 東洋大学, 工学部, 助教授 (40217203) ; 宇佐美 論 東洋大学, 工学部, 助教授 (80256776) ; 徳満 和人 東京大学, 国際産学共同研究センター, 助手 (20180143)
• Keywords: キャビテーション / バラスト水 / プランクトン / 油 / 有機化合物 / 細菌 / 環境保全技術 / 気泡モデル

Research Abstract

研究は大きく2つに大別される。第1は「キャビテーション現象の理解」である。2番目のものは「キャビテーションを利用した環境保全技術の開発」である。勿論、両者は密接に関連しており、第1の研究の成果を第2の研究に活用して、研究開発を加速するのが、第1の研究の目的である。
「キャビテーション現象の理解」の研究では、本年度は水中のキャビテーション気泡の運動を予測するための数値解析手法の開発に努力を注いだ。キャビテーション気泡モデルの妥当性を詳細な解析により検討し,用いているモデルや仮定の妥当性が示された。
「キャビテーションを利用した環境保全技術の開発」については、下記の4課題について研究した。
(1)キャビテーションジェットによるプランクトンの分解(昨年度からの継続のテーマ)
バラスト水の処理については、IMOにより最近、国際条約が結ばれた。本年度の研究で効果のある方法を見出した。
(2)キャビテーションジェットによる海上流出油の乳化分散(昨年度からの継続のテーマ)
海面上の油層に下方からジェットを当て、乳化分散させるものであるが、効果のある条件を見出した。
(3)キャビテーションジェットによる有機化合物の分解(昨年度からの継続のテーマ)
主要パラメータである吐出圧力、周囲圧力、ノズル直径、流量を制御した実験を行い、分解効率を定量的に評価した。吐出圧一定のもとでは、周囲圧力の低下とノズル直径の増大に対して分解効率が向上することが見出された。
(4)キャビテーションジェットによる細菌(大腸菌)の殺滅(本年度から新たに開始したテーマ)
細菌の殺滅に対してもキャビテーションジェットが有効であり、条件によっては80%以上の殺滅率が得られた。
これらの研究成果は、国際・国内シンポジウムで、合計6篇の論文として発表されている。

Research Products

• [Publications] Usami, R., Fukushima, T., Mizuki, T., Inoue, A., Yoshida, Y., et al.: "Organic Solvent Tolerance of Halophilic Archaea"Biosci.Biotechnol.Biochem.. 67・8. 1809-1812 (2003)
• [Publications] 徳満和人, 山本良一: "粉体処理技術"学術振興会アモルファス・ナノ材料第147委員会資料. 83. 23-28 (2003)