ファインバブルの活用事例

排水処理の分野では、処理原水に対してマイクロバブル（以下、MB）もしくはウルトラファインバブル（以下、UFB）を添加することにより、処理効率が改善する事例が多数報告されています。

一般的な排水処理には微生物による生物分解が活用されますが、ファインバブルの気体溶解効果を活かすことで、水中の酸素濃度を微生物がより活動しやすい高濃度に保つことができます。MBを使用した場合の溶存酸素濃度は通常のエアレーション実施時よりも高いため、高効率の排水処理が期待できます。

弁当工場からの排水処理において、生物処理での負荷を低減するために酸素UFBが使用された事例もあります。この事例では、生物処理（活性汚泥処理）の前段（流量調整槽）に酸素UFBを添加することにより、流量調整槽前後のBOD（生物化学的酸素要求量）濃度を 1,179mg/l から 527mg/l に低減しています（滞留時間 10 時間）。このケースでは、余剰汚泥発生量についても 1/2 程度に縮減しており、ランニングコストを抑えることも可能です。

一方、産業系の排水処理には微生物処理が困難な難分解性有機物や色度の除去が必要なため、より酸化力の強いオゾンによる高度処理が広く使われています。しかしながら、オゾン処理はコスト負担が大きく、その高効率化が求められています。
ファインバブルはこのオゾン処理との相性が良く、通常のオゾンバブリングと比較してオゾン MB は 10 倍近い効率を得たという報告があります。また、オゾンを MB に封入することでオゾンの強酸化力を生む要素であるフリーラジカルの発生量が劇的に増加すると報告されており、これも高効率化を後押しするものと考えられます。

出典：経済産業省 九州経済産業局 『ファインバブル活用事例集』 2018

農業分野におけるファインバブル活用は他分野より進んでいます。既に、野菜、果物（いちご）、花き（バラ等）、水稲などに対して UFB もしくは酸素 UFBと養液等を組み合わせて供給し、農作物の成長促進に繋がった多くの事例があります。

通常の水で育てたものと実績比較をすると、養液土耕方式によるいちご高設栽培（酸素 UFB水供給）で総収穫量が 24%増加・糖度 0.9度増加、ミニトマト（4 種）の水耕栽培（UFB 水供給）で収穫量約20% 増加・糖度約２度増加、植物工場におけるレタス水耕栽培（酸素 UFB 水供給）で重量が約 2.5 倍に向上（播種後 50 日）といった結果が報告されています。

その他にも、UFB活用に伴う追加的な効果として、根部の成長促進、根腐れが発生しない、バクテリア繁殖抑制効果なども報告されており、植物工場やハウス等で環境制御を行っている場合や高付加価値な商品作物の生産には特に大きなメリットが期待できます。

出典：経済産業省 九州経済産業局 『ファインバブル活用事例集』 2018

キユーピー株式会社は 1998 年から主力商品のひとつであるマヨネーズの製造にファインバブルを活用しています。同社のマヨネーズには様々なラインナップがありますが、ファインバブルが活用されているのは『シェフスタイルマヨネーズ』および『ハーフ（惣菜用）』の業務用2種です。

“ふっくらとして口どけの良い食感”をマヨネーズに与えたい。これが同社がファインバブル導入を決めたきっかけです。マヨネーズの製造工程にはミキサーによる原材料の撹拌プロセスがありますが、混ぜ合わされた原材料の空気を抜いて（脱気）再びミキサーに掛けるのが通常です。一方、ファインバブルを使った 2製品では、前段の脱気後に窒素ガスを吹き込み、後段のミキサーで 50 μ m 以下のマイクロレベルまで窒素ガスの泡を細かくします。産学連携の研究成果も活用しながら、適切な泡のサイズを見つけるまで試行錯誤を重ね、ようやく 2003年に『シェフスタイルマヨネーズ』の商品化にたどり着いたといいます。

ファインバブルの活用は、食感だけでなく味や見た目にもプラスの効果を生み出しました。酸味をやわらげる効果は惣菜用のマヨネーズに適しており、2008年に『ハーフ（惣菜用）』として商品化されました。また、惣菜用のマヨネーズには、惣菜と混ぜ合わせた際の保水性（素材から抜けてしまった水分を抱える能力）が特に求められますが、同商品の保水性は従来品よりも高いという結果が出ています。惣菜を販売するにあたって、野菜等から抜けた水分がパッケージ中に溜まってしまうと、見た目が悪くなってしまいますが、このマヨネーズを使うと水分が抜けにくいため、加工商品の付加価値にもなっています。

このように、ファインバブルを活用したマヨネーズ商品は、当初期待していた食感の他にも味や保水性など商品価値を高めるプラスの効果を有しており、業務用マヨネーズラインナップの定番となって、多くのユーザーからこだわりを持って使われています。

出典：経済産業省 九州経済産業局 『ファインバブル活用事例集』 2018

北九州で鮮魚の卸売販売等を手掛ける丸福水産株式会社は、2012年頃から水産物の鮮度保持にウルトラファインバブル（UFB）を活用しています。鮮魚には、その鮮度によって刺身用、煮付け用、加工用などのランクがありますが、時間が経てば経つほどランクは下がり、商品価値が低下してしまいます。同社は、UFBを活用した鮮度保持を行うことで鮮魚のランクダウンを防ぐ技術を独自開発し、高品質な商品を長期間・遠方まで供給できる体制を整えています。

この鮮度保持技術は、鮮魚を高濃度のUFB 海水で一定時間浸漬するというものですが、顧客ニーズに応じてUFB に使用する気体を“窒素”と“酸素”で使い分けることで更なる高付加価値を生み出しているのが特徴です。

高品質な刺身用鮮魚は一般的に1日程度で鮮度が落ち、刺身用として販売できなくなりますが、輸送前後（仕入れ時と小売店舗到着時）で鮮魚を窒素UFB 海水に浸漬（浸漬時間は魚種により異なる）することで、鮮魚の酸化と細菌増殖を防止し、長期間の鮮度保持が可能になりました。鮮魚の鮮度指標であるK値や一般生菌数の推移を測定した結果、5～7日程度は鮮度保持できることが確認されており、同社は鮮魚販売のターゲットを海外にも広げています。

一方、鮮魚の商品価値に大きく影響を及ぼす見た目（魚本来の色）を重視する場合は、酸素UFBを選択します。鮮度保持期間は窒素には劣りますが、2～3日程度は鮮度保持が可能であり、鮮魚が消費者の目に触れる小売店や飲食店での販売に特に大きな効果を発揮します。酸素を使うと鮮魚の酸化が促進され、余計に鮮度が落ちるのではないか、と考えてしまいますが、これについては、独立行政法人水産総合研究センターの研究により、UFB 技術で飽和濃度を超える超高酸素濃度環境（酸化を抑制し酸素化を促進する環境）を造ることで、鮮魚内部に酸素が行き渡り、鮮魚本来の色が保持されることが明らかになっています。

丸福水産は、1995 年から同社のラモンド事業部においてハニカム構造による流体混合装置『ラモンドナノミキサー』の研究開発に取り組み、その技術を活かしたUFB発生装置を独自に開発しました。2008年には同事業部を分離独立させた株式会社ナノクスを設立し、更なる技術向上によりUFB 発生装置の販売を開始・展開しています。最近では、近海マグロ延縄船の漁槽でのマグロ保存技術として同社のUFB発生装置『ナノフレッシャー』が広まりつつあり、薬を使わないマグロの保存方法として注目されています。

出典：経済産業省 九州経済産業局 『ファインバブル活用事例集』 2018

サービスエリアやパーキングエリアといった高速道路の休憩施設にあるトイレは誰もが利用する施設であり、その清潔さ・快適さが高速道路利用者の満足度に大きく影響を与えます。西日本高速道路株式会社（NEXCO 西日本）は『世界一きれいなトイレを目指す』ため、その一環としてトイレ洗浄にウルトラファインバブル（UFB）を活用しています。

休憩施設のトイレは24時間365日いつでも利用する空間です。しかしながら、従来の清掃方法では大量の水を床面に散布して清掃していたため、デッキブラシで洗浄して水を回収するまでの間、トイレの利用は制限されていました。一方、UFBを活用した洗浄は、UFBを含んだ水道水で床面を湿らせる程度に散布しモップで拭き取るだけで従来と同等の洗浄効果が得られます。この方法であれば、清掃時間を大幅に短縮できるだけでなく、床面の乾燥も早いため、利用者への影響を最小限に抑えることができます。

UFB洗浄のメリットはそれだけではありません。トイレの清潔さを短時間の清掃で維持できるので、清掃スタッフの作業負荷が減り、スタッフの満足度も高まっているといいます。また、UFB水使用前と比較して洗浄水の使用量がおよそ100分の1に減り、原則として洗剤を使用しないことから“環境にやさしく”かつ“経済的”な清掃方法といえます。

現在はその活用の幅も広がっています。中水（再生処理水）をフラッシング水として使用しているトイレでは、中水にUFBを付加することで尿石が便器に付着するのを緩和しています。また、トイレ清掃以外でも、鋼製橋梁の橋桁部における塩類の高圧洗浄にもUFB 水が効果を発揮しています。

NEXCO西日本は平成21年頃からUFB水を活用したトイレ清掃の導入を拡大し、平成24年にはUFB発生装置メーカー株式会社Ligaric（リーガレック）を設立するなど、積極的に洗浄分野でのUFB活用に取り組んでいます。現在は、地域の拠点でUFB 水を製造し、各休憩施設に運搬して使用する方式が主ですが、新たに各休憩施設に設置できる小型のUFB 発生装置『BUVITT』（20Lタンク内蔵型）を開発し、平成27年度より5年間で普及率を100% にするとしています。なお、平成27年度には事業エリア内にある約300箇所の休憩施設のうち約8 割でUFB によるトイレ洗浄を行う計画です。

Ligaric 社を中心に、UFB洗浄に適したバイオ洗剤や休憩施設の汚水処理技術の開発も並行して進んでおり、最近では東北や関東でもUFBによる洗浄導入が進むなど、同社の技術・ノウハウの展開が拡大しています。

出典：経済産業省 九州経済産業局 『ファインバブル活用事例集』 2018

太陽電池のシリコンウェハー（以下「ウェハー」という）は、シリコンの塊（インゴット）を薄くスライスして造られ、それらが積み重なった状態で次の工程に供給されます。供給されたウェハーは加工のために１枚ずつ分離する必要がありますが、近年コストダウンのための技術向上により、急速に薄膜化（厚さ数百ミクロン）が進んでいます。この薄膜化が進めば進むほど、分離工程でウェハーが割れ、歩留まりに大きく影響していました。

その解決手段として、ウルトラファインバブル（UFB）が微細な隙間に入り込みやすいという性質が活用されています。供給されたウェハーの塊（ウェハーが積み重なった状態）に一定割合のマイクロバブル（MB）とUFBを供給すると、ナノサイズのUFBがウェハーの隙間に入り込んでギャップを広げるとともに、引き続きサイズの大きなMBが入り込んで１枚１枚を簡単に分離することができるのです。ウェハーは、その後１枚ずつ搬出されますが、各ウェハーの隙間に形成されたバブル層がクッションの役割を果たしています。

出典：経済産業省 九州経済産業局 『ファインバブル活用事例集』 2018