CN111432906A - 细微泡除去方法及细微泡除去装置、以及气泡径分布测定方法及气泡径分布测定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明通过从超声波照射装置102对含有细微泡的对象液体L照射超声波，使对象液体L中的细微泡减少。通过向对象液体L照射超声波，可使对象液体L中的细微泡有效地减少。通过使用超声波，尤其可使细微泡那样的小径的气泡有效地减少，因而可使对象液体L中的细微泡高效率地减少。

Description

细微泡除去方法及细微泡除去装置、以及气泡径分布测定方 法及气泡径分布测定装置
技术领域
本发明涉及一种用于使含有细微泡的对象液体中的细微泡减少的细微泡除去方法及细微泡除去装置、以及气泡径分布测定方法及气泡径分布测定装置。
背景技术
近年来，正活跃地进行微泡(micro bubble)或超细微泡(ultrafine bubble)等细微泡的研究及利用。细微泡例如是气泡径为100μm以下的微细气泡，气泡径为1μm以上的气泡被称为微泡，气泡径小于1μm的气泡被称为超细微泡。细微泡具有在液体中的滞留时间长等特性，尤其已知超细微泡在液体中滞留几个月。
对于细微泡，期待清洗效果或杀菌效果等各种效果。例如若在工场或工厂(plant)、公共厕所等中使用细微泡进行各种设备的清洗，则可削减洗剂的使用量。因此，使用细微泡的清洗方法作为环保的新的清洗方法受到关注。
如上所述的细微泡的特性与效果的关系依赖于细微泡的气泡径或气泡量(浓度)。因此，提出了使用激光衍射散射式的粒径分布测定装置等来测定细微泡的气泡径分布(粒径分布)的技术(例如参照下述专利文献1)。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本专利特开2007-263876号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
但是，成为测定对象的液体(对象液体)中，有时除了细微泡以外，例如也含有粉尘或土等固体粒子、或者油或乳液等液体粒子。此种情况下，使用粒径分布测定装置来测定细微泡的气泡径分布那样的方法可能无法辨识细微泡与固体粒子及液体粒子，无法高精度地测定细微泡的气泡径分布。
另外，有时也与是否测定对象液体中的细微泡的气泡径分布无关而欲使对象液体中的细微泡减少，此种情况下，期望可使细微泡高效率地减少的技术。
本发明是鉴于所述实情而成，其目的在于提供一种可使对象液体中的细微泡高效率地减少的细微泡除去方法及细微泡除去装置。另外，本发明的目的在于提供一种可高精度地测定细微泡的气泡径分布的气泡径分布测定方法及气泡径分布测定装置。
[解决问题的技术手段]
(1)本发明的细微泡除去方法包括：超声波照射步骤，通过从超声波照射装置对含有细微泡的对象液体照射超声波，使对象液体中的细微泡减少。
根据此种构成，通过向对象液体照射超声波，可使对象液体中的细微泡有效地减少。通过使用超声波，尤其可使细微泡那样的小径的气泡有效地减少，因而可使对象液体中的细微泡高效率地减少。
(2)优选在所述超声波照射步骤中，向对象液体照射频率为430kHz以上的超声波。
根据此种构成，可使用最优频率的超声波使对象液体中的细微泡更高效率地减少。视超声波的频率不同，也有时对象液体中的细微泡反而增加，因而通过使用最优频率的超声波，可使对象液体中的细微泡确实地减少。
(3)所述细微泡除去方法也可还包括：容器设置步骤，将收纳有对象液体的容器设置于设置位置。此时，也可在所述超声波照射步骤中，对设置于所述设置位置的对象液体照射超声波。
根据此种构成，仅将容器设置于设置位置并从超声波照射装置照射超声波，便可使对象液体中的细微泡容易地减少。为了利用超声波使细微泡高效率地减少，必须适当地设定容器与超声波照射装置的距离，因而若适当地设定容器的设置位置，则可使细微泡高效率地减少。
(4)优选设置于所述设置位置的所述容器的下部位于从所述超声波照射装置照射的超声波的驻波的波腹的附近。
根据此种构成，可将容器与超声波照射装置的距离设定为最优，使对象液体中的细微泡更高效率地减少。
(5)优选在所述容器内，在对象液体的上方形成有空隙。
根据此种构成，可将通过使细微泡从对象液体中减少而产生的气体散逸至形成于对象液体的上方的空隙，因而可防止所述气体再次溶解于对象液体中。
(6)优选所述细微泡除去方法还包括：静置步骤，在通过所述超声波照射步骤向对象液体照射超声波后，将所述对象液体静置一定时间。
根据此种构成，通过将照射超声波后的对象液体静置一定时间，可使对象液体中的细微泡进一步有效地减少。
(7)优选在所述对象液体中添加有溶解性高的添加物。
根据此种构成，通过将溶解性高的添加物添加至对象液体，可使对象液体中的细微泡进一步高效率地减少。
(8)也可在所述超声波照射步骤中，向因含有细微泡而表面张力降低的对象液体照射超声波，使对象液体中的细微泡减少，由此使对象液体的表面张力上升。
根据此种构成，使用含有细微泡的表面张力低的对象液体，在进行发挥其特性的处理后，仅对所述对象液体照射超声波，便可使对象液体中的细微泡减少，回到原本的液体的表面张力。另外，在对象液体所含的细微泡以外的粒子(异物)多，无法直接测定细微泡的气泡径分布的情况下，仅对所述对象液体照射超声波，便可使对象液体中的细微泡减少，回到原本的液体的表面张力，因而可基于其表面张力的变化而间接地确认(推定)细微泡的存在。
(9)也可在所述超声波照射步骤中，通过调整从所述超声波照射装置照射的超声波的频率、照射时间及照射强度中的至少一个，来调整对象液体中的细微泡的减少量。
根据此种构成，通过调整从超声波照射装置照射的超声波的频率、照射时间及照射强度中的至少一个，可任意地调整对象液体中的细微泡的减少量。因此，在使对象液体中的细微泡减少而使对象液体的表面张力上升的情况下，通过任意地调整细微泡的减少量，可将对象液体设为所期望的表面张力。
(10)所述细微泡除去方法也可还包括：对象液体获取步骤，通过将经冷冻干燥的对象物复原来获取含有细微泡的对象液体。此时，也可在所述超声波照射步骤中，对通过所述对象液体获取步骤所获取的对象液体照射超声波。
根据此种构成，可使用超声波使通过将经冷冻干燥的对象物复原而获得的对象液体中的细微泡减少。例如，在将经冷冻干燥的蛋白质复原的情况下，可能此时产生的细微泡导致凝聚，但通过使用超声波使细微泡减少，可防止凝聚。
(11)本发明的细微泡除去装置包括：超声波照射装置，通过对含有细微泡的对象液体照射超声波，使对象液体中的细微泡减少。
(12)本发明的气泡径分布测定方法基于与通过细微泡除去方法减少了细微泡的对象液体的粒径分布相关的数据、和与减少细微泡前的对象液体的粒径分布相关的数据，来测定对象液体所含的细微泡的气泡径分布。
根据此种构成，可基于与含有细微泡及固体粒子以及液体粒子的超声波照射前的对象液体的粒径分布相关的数据、和与仅含有固体粒子及液体粒子的超声波照射后的对象液体的粒径分布相关的数据，高精度地测定细微泡的气泡径分布。
(13)本发明的气泡径分布测定装置基于与通过细微泡除去方法减少了细微泡的对象液体的粒径分布相关的数据、和与减少细微泡前的对象液体的粒径分布相关的数据，来测定对象液体所含的细微泡的气泡径分布。
[发明的效果]
根据本发明，通过使用超声波，可使小径的气泡有效地减少，因而可使对象液体中的细微泡高效率地减少。
附图说明
图1为表示本发明一实施方式的气泡径分布测定装置的构成例的图。
图2为表示本发明一实施方式的细微泡除去装置的构成例的概略截面图。
图3为用于对超声波照射装置与容器的距离进行说明的图。
图4为用于对测定细微泡的气泡径分布时的形态进行说明的图，概念性地表示超声波照射前后及运算后的对象液体中的粒子的状态。
图5为用于对测定细微泡的气泡径分布时的形态进行说明的图，概略性地表示图4的各状态下的粒径分布及气泡径分布。
图6为表示测定对象液体所含的细微泡的气泡径分布时的流程的流程图。
具体实施方式
1.气泡径分布测定装置的构成
图1为表示本发明一实施方式的气泡径分布测定装置的构成例的图。所述气泡径分布测定装置例如为激光衍射散射式的粒径分布测定装置。即，本实施方式中，使用目的在于测定固体粒子及液体粒子的粒径分布的粒径分布测定装置，来测定对象液体所含的气体粒子的气泡径分布(粒径分布)。
对象液体例如为以任意液体作为介质的试样，含有包含气泡径为100μm以下的微细气泡的细微泡，所述任意液体除了水以外，为醇或油等。具体而言，气泡径小于1μm的超细微泡、及气泡径为1μm以上的微泡中的至少一者作为气体粒子而包含于对象液体。构成气体粒子的气体既可为空气，也可为例如臭氧或氢等空气以外的气体。另外，对象液体中，除了细微泡以外，还含有固体粒子或液体粒子。
本实施方式的气泡径分布测定装置中包括：光强度测定部1，向对象液体照射激光光，测定来自对象液体的衍射散射光(激光衍射散射光)的强度。在光强度测定部1，包括光源11、聚光透镜12、空间滤波器13、准直透镜14、试样池15、聚光透镜16、光电二极管阵列17、侧方传感器18及多个后方传感器19等。成为测定对象的对象液体在每一次测定时供给于试样池15。即，本实施方式中使用的试样池15为所谓批次池。
光源11例如包含激光光源，从所述光源11照射的激光光通过聚光透镜12、空间滤波器13及准直透镜14，由此成为平行光。以如上方式经调整为平行光的激光光照射于被供给有对象液体的试样池15，因试样池15内的试样所含的粒子群(包含固体粒子、液体粒子及气体粒子)而衍射及散射后，通过聚光透镜16而由光电二极管阵列17接收。
从光源11侧观看，光电二极管阵列17配置于试样池15的前方(与光源11侧为相反侧)。由此，光电二极管阵列17所包括的多个光接收元件分别构成前方传感器171。光电二极管阵列17构成用于检测来自试样池15内的对象液体的衍射散射光(衍射光及散射光)的检测器。
本实施方式的光电二极管阵列17为通过下述方式构成的环形侦测器(ringdetector)，即：将形成有具有互不相同的半径的环状或半环状的检测面的多个(例如64个)前方传感器171以聚光透镜16的光轴作为中心配置成同心圆状，与各个前方传感器171的位置相应的衍射散射角度的光入射至各前方传感器171。因此，光电二极管阵列17的各前方传感器171的检测信号表示各衍射散射角度的光的强度。
相对于此，从光源11侧观看，侧方传感器18配置于试样池15的侧方。本示例中，试样池15由薄的中空状的构件所形成，以其厚度方向D与从光源11入射的激光光的光轴L成平行的方式配置。侧方传感器18相对于试样池15，例如在与厚度方向D正交的方向并排配置。
图1中，侧方传感器18配置于试样池15的上方，但不限于此，也可配置于试样池15的下方、右方、左方等与试样池15的厚度方向D正交的面内的任意位置。由此，可利用侧方传感器18接收朝向相对于厚度方向D而正交的方向的衍射散射光。但是，侧方传感器18不限于接收相对于厚度方向D而朝向90°的方向的衍射散射光那样的构成，也可为接收相对于厚度方向D而朝向70°～110°、更优选80°～100°的方向的衍射散射光那样的构成。
从光源11侧观看，多个后方传感器19分别配置于试样池15的后方(光源11侧)。由此，各后方传感器19能够接收朝向比侧方传感器18更靠后方的衍射散射光。各后方传感器19相对于试样池15而以不同角度配置，由此可接收以各不相同的角度入射的衍射散射光。本示例中，设有两个后方传感器19，但不限于此，例如也可为设有一个或三个以上的后方传感器19的构成。
光电二极管阵列17的各前方传感器171、侧方传感器18及各后方传感器19的检测信号通过模拟/数字(Analog-Digital，A/D)转换器3由模拟信号转换为数字信号后，经由通信部4而输入至数据处理装置5。由此，各传感器171、传感器18、传感器19的受光强度与各传感器171、传感器18、传感器19的元件编号对应地输入至数据处理装置5。
数据处理装置5用于对测定对象液体的粒径分布时的数据进行处理，例如包含个人计算机。所述数据处理装置5包括控制部51、操作部52、显示部53及存储部54等。数据处理装置5既可与光强度测定部1等一体地构成气泡径分布测定装置，也可作为与光强度测定部1等分离的气泡径分布测定装置而提供。
控制部51例如为包含中央处理器(Central Processing Unit，CPU)的构成，电连接着操作部52、显示部53及存储部54等各部。操作部52例如为含有键盘及鼠标的构成，可通过作业者对操作部52进行操作而进行输入作业等。
显示部53例如包含液晶显示器等，使作业者可一边确认显示部53的显示内容一边进行作业。存储部54例如可包含只读存储器(Read Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)及硬盘(hard disc)等。
对象液体的粒径分布数据是通过下述方式生成，即：控制部51基于光强度测定部1的通过测定对象液体而获得的光强度分布数据来进行运算。在生成粒径分布数据时，可使用下述式(1)的关系。
[数学式1]
s＝Aq…(1)
此处，s、q及A由下述式(2)～式(4)表示。
[数学式2]
Figure BDA0002491182900000081
Figure BDA0002491182900000082
Figure BDA0002491182900000083
所述向量s为光强度分布数据。所述向量s的各要素si(i＝1、2、…、m)为光电二极管阵列17的各前方传感器171、侧方传感器18及各后方传感器19的检测强度。
所述向量q为以频度分布％的形式表现的粒径分布数据。若将成为测定对象的粒径范围(最大粒径为x1，最小粒径为xn+1)分为n份，将各个粒径区间设为[xj、xj+1]，则所述向量q的各要素qj(j＝1、2、…、n)为与各粒径区间[xj、xj+1]对应的粒子量。
通常使用体积基准，以满足下述式(5)的方式，即，以各要素qj的合计成为100％的方式进行归一化。
[数学式3]
Figure BDA0002491182900000091
本实施方式中，使用向对象液体照射超声波的前后的粒径分布数据，测定对象液体所含的细微泡的气泡径分布。为了将超声波照射前的第一粒径分布数据与超声波照射后的第二粒径分布数据进行比较，例如需要以体积浓度(单位：μL/mL)等的形式求出粒子量或气泡量。通过使用聚苯乙烯乳胶(Polystyrene Latex，PSL)粒子等粒子量已知的标准试样进行校正，可求出基于可比较的粒子量的粒径分布。
所述矩阵A为将粒径分布数据q转换为光强度分布数据s的系数矩阵。所述矩阵A的各要素ai，j(i＝1、2、…、m，j＝1、2、…、n)为因属于各粒径区间[xj、xj+1]的单位粒子量的粒子群而衍射及散射的光的第i号元件的检测强度。
所述矩阵A的各要素ai，j的值可将折射率用作一个参数而预先理论地计算。此时，只要使用构成气体粒子的气体的折射率预先算出各要素ai，j的值即可。各要素ai，j的值是使用夫琅禾费衍射理论(Fraunhofer diffraction theory)或米氏散射理论(Miescattering theory)而算出。例如，在粒径与来自光源11的激光光的波长相比充分大的情况下(例如10倍以上)，可使用夫琅禾费衍射理论计算各要素ai，j的值。另一方面，在粒径与来自光源11的激光光的波长为相同程度、或比其更小的情况下，可使用米氏散射理论计算各要素ai，j的值。
若以如上方式求出所述矩阵A的各要素ai，j的值，则可基于所述式(1)利用下述式(6)求出粒径分布数据q。其中，AT为A的倒置矩阵。
[数学式4]
q＝(ATA)-1ATs…(6)
2.细微泡除去装置的构成
图2为表示本发明一实施方式的细微泡除去装置100的构成例的概略截面图。细微泡除去装置100为通过向对象液体L照射超声波，使对象液体L中的细微泡减少的装置。利用所述细微泡除去装置100向对象液体L照射超声波，利用光强度测定部1(参照图1)来测定超声波照射前后的来自对象液体L的衍射散射光的强度，由此可基于所得的光强度分布数据，通过运算而测定对象液体L所含的细微泡的气泡径分布。
细微泡除去装置100包括容器设置部101、超声波照射装置102及温度调整装置103等。对象液体L以收纳于容器200的状态设置于细微泡除去装置100的容器设置部101。容器设置部101包含中空状的框体，在内部填充着水。设置于容器设置部101的容器200至少其下部与容器设置部101内的水接触。但是，填充于容器设置部101内的液体也可为水以外的液体。
收纳有对象液体L的容器200设置于图2所示那样的规定的设置位置，从超声波照射装置102对设置于所述设置位置的对象液体L照射超声波。由此，仅将容器200设置于设置位置并从超声波照射装置102照射超声波，便可使对象液体L中的细微泡容易地减少。为了利用超声波使细微泡高效率地减少，需要适当地设定容器200与超声波照射装置102的距离，因而若适当地设定容器200的设置位置，则可使细微泡高效率地减少。
超声波照射装置102包括与容器设置部101内的水接触的超声波振子121。通过从所述超声波振子121产生超声波，超声波经由容器设置部101内的水传递至收纳于容器200的对象液体L。如此，通过从超声波照射装置102对含有细微泡的对象液体L照射超声波，可使对象液体L中的细微泡减少。
温度调整装置103通过将容器设置部101内的水加热或冷却，来调整所述水的温度。从超声波照射装置102向对象液体L传递的超声波的周期根据介于其间的水的温度而变化。因此，通过使用温度调整装置103调整容器设置部101内的水的温度，可任意地设定照射于对象液体L的超声波的周期。
收纳于容器200内的对象液体L的温度随着从超声波照射装置102照射超声波而上升。若对象液体L的温度上升，则对象液体L中的残存氧量减少，可能产生细微泡。因此，通过利用温度调整装置103调整容器设置部101内的温度，以对象液体L成为常温的方式进行控制，也可防止细微泡的产生。
在容器200的上表面形成有开口，所述开口由盖201堵塞。盖201相对于容器200而可装卸。因此，可将盖201从容器200卸除而在容器200内收纳对象液体L，并且可将盖201安装于容器200而将容器200内密闭。
在容器200内收纳对象液体L时，并非将对象液体L满满地填充至容器200的上表面开口为止，而是以低于上表面开口的水位填充对象液体L。因此，在容器200内，在对象液体L的上方形成空隙202。由此，可使通过使细微泡从对象液体L中减少而产生的气体散逸至形成于对象液体L的上方的空隙202，因而可防止所述气体再次溶解于对象液体L中。此种效果不限于在对象液体L的上方形成空隙202那样的构成，即便为并未设有盖201的构成，也可获得。
3.利用超声波照射的细微泡的除去
以下，对以不同条件(条件1～条件4)对同一对象液体L照射超声波，并测定超声波照射前后的对象液体L中的粒子的个数浓度的结果进行说明。
下述表1中，与各条件1～条件4对应地表示超声波照射前的对象液体L中的粒子的个数浓度A、超声波照射后的对象液体L中的粒子的个数浓度B、这些个数浓度的差值C(＝A－B)、超声波照射前后的对象液体L中的粒子的残存率D(＝B/A)。
[表1]
Figure BDA0002491182900000111
各条件1～条件4如下述表2所示。
[表2]
条件 超声波频率(kHz) 超声波照射后的静置 样本量(mL) 残存率(％)
条件1 1600 无 20 56
条件2 1600 3天 20 0.3
条件3 430 无 20 89
条件4 1600 无 30 67
从超声波照射装置102照射的超声波的频率在条件1、条件2、条件4中设为1600kHz，在条件3中设为430kHz。对于照射超声波后的对象液体L，条件2中静置3天后测定个数浓度B，条件1、条件3、条件4中不静置而测定个数浓度B。另外，条件1、条件2、条件3中将样本量(对象液体L的量)设为相同，条件4中通过使样本量比条件1、条件2、条件3增加而设为在容器200内并无空隙202的状态。此外，收纳对象液体L的容器200的容积为30mL，超声波的照射时间为15分钟。
由所述表1及表2所示的测定结果得知，在条件1～条件4下，均通过照射超声波而对象液体L中的粒子的个数浓度(细微泡的个数浓度)减少。如此，通过向对象液体L照射超声波，可使对象液体L中的细微泡有效地减少。通过使用超声波，尤其可使细微泡那样的小径的气泡有效地减少，因而可使对象液体L中的细微泡高效率地减少。
从超声波照射装置102照射的超声波的频率优选430kHz以上。将超声波的频率设为200kHz而进行同样的实验，但确认到反而由超声波照射导致对象液体L中的细微泡增加。如此，通过将超声波的频率设为430kHz以上，可使用最优频率的超声波使对象液体L中的细微泡更高效率地减少。如上文所述，视超声波的频率不同，也有时对象液体L中的细微泡反而增加，因而通过使用最优频率的超声波，可使对象液体L中的细微泡确实地减少。
向对象液体L照射超声波后，优选将所述对象液体L静置一定时间。如由以条件2进行的测定结果所表明，若将照射超声波后的对象液体L静置3天，则细微泡的残存率飞跃性地减少。因此，通过将照射超声波后的对象液体L静置一定时间，可使对象液体L中的细微泡进一步有效地减少。其中，在照射超声波后静置对象液体L的时间优选至少为1小时以上，若为1天以上则更优选，若为3天以上则进而优选。
图3为用于对超声波照射装置102与容器200的距离进行说明的图。所述图3中，表示从超声波照射装置102照射的超声波的驻波的波形W，但为了容易理解说明，仅概略性地表示波形W。
如图3所示，从超声波照射装置102照射的超声波的驻波的波形W中，振幅最小的波节W1与振幅最大的波腹W2以一定周期交替出现。本实施方式中，容器200的下部(例如底面)位于从超声波照射装置102照射的超声波的驻波的波腹W2的附近。
如此，若将超声波的驻波的波腹W2的位置对准容器200的下部，则超声波对容器200内的对象液体L的照射效率提高，可使对象液体L中的细微泡高效率地减少。因此，可将容器200与超声波照射装置102的距离设定为最优，使对象液体L中的细微泡更高效率地减少。
如上所述的超声波的驻波的波腹W2的位置是可通过调整容器设置部101中的容器200的设置位置来调整超声波照射装置102与容器200的距离，而与容器200的下部对准。另外，不限于此种构成，通过使用温度调整装置103调整容器设置部101内的水的温度，也可调整从超声波照射装置102向对象液体L传递的超声波的周期，而使超声波的驻波的波腹W2的位置对准容器200的下部。
对象液体L中，优选添加有溶解性高的添加物。具体而言，优选将氯化钠、氯化镁、氯化钾或氯化钙等添加物添加至对象液体L，充分溶解后照射超声波。如此，通过将溶解性高的添加物添加至对象液体L，可使对象液体L中的细微泡进一步高效率地减少。
另外，收纳对象液体L的容器200优选由不易吸收超声波的材料形成。例如，若容器200的底面由平坦的玻璃形成，则可使来自超声波照射装置102的超声波高效率地传递至容器200内的对象液体L。
4.细微泡的气泡径分布测定
图4及图5为用于对测定细微泡的气泡径分布时的形态进行说明的图。图4概念性地表示超声波照射前后及运算后的对象液体L中的粒子的状态。图5概略性地表示图4的各状态下的粒径分布及气泡径分布。所述图5中，表示对象液体L所含的固体粒子及液体粒子的各粒径与粒子量的关系、以及对象液体L所含的气体粒子的各气泡径与气泡量的关系。
超声波照射前的对象液体L中，含有细微泡、固体粒子及液体粒子。关于细微泡以外的气体粒子、即气泡径超过100μm的气体粒子，无法长时间滞留于对象液体L中，以相对较短的时间向大气中扩散。因此，通常可认为对象液体L中所含的气体粒子仅为气泡径为100μm以下的细微泡(尤其是超细微泡)。
固体粒子及液体粒子分类为比重小于液体的粒子、与比重大于液体的粒子，但均保持滞留于对象液体L中且不向大气中扩散。因此，如图4(a)所示，超声波照射前的对象液体L成为细微泡、比重小于液体的粒子、及比重大于液体的粒子混合存在的状态。
在向对象液体L进行超声波照射的情况下，如图4(b)所示，对象液体L中的细微泡因超声波而消失，扩散至容器200内的空隙202，因而成为不存在于对象液体L中的状态。另一方面，固体粒子及液体粒子与有无超声波照射无关，以保持滞留于对象液体L中的状态而维持。
即，超声波照射前的对象液体L中，含有细微泡、固体粒子及液体粒子，但超声波照射后的对象液体L中，仅含有固体粒子及液体粒子。因此，若进行由以图4(a)的状态测定的粒径分布数据减去以图4(b)的状态测定的粒径分布数据的运算，则如图4(c)中概念性地表示，可算出对象液体L中的细微泡的气泡径分布。
例如，在以图4(a)的状态测定的粒径分布数据为图5(a)那样的数据，以图4(b)的状态测定的粒径分布数据为图5(b)那样的数据的情况下，通过进行将粒径分布数据彼此相减的运算，可获得图5(c)那样的气泡径分布数据。所述运算例如可通过在所述式(3)所表示的粒径分布数据q中将各要素qj的值相减而进行。
如此，本实施方式中，可基于含有细微泡及固体粒子以及液体粒子的超声波照射前的对象液体L的粒径分布数据(参照图5(a))、和仅含有固体粒子及液体粒子的超声波照射后的对象液体L的粒径分布数据(参照图5(b))，高精度地测定细微泡的气泡径分布(参照图5(c))。由此，可定量地评估清洗、杀菌或生物体活化等对细微泡期待的效果与细微泡的气泡径分布的关系。另外，也可确定最适合于目的或对象的细微泡的气泡径分布，有助于与细微泡相关的认证制度的确立等。
图6为表示测定对象液体L所含的细微泡的气泡径分布时的流程的流程图。在测定气泡径分布时，首先获取超声波照射前的对象液体L的粒径分布数据(步骤S101：第一数据获取步骤)。此时，在光强度测定部1中对如图4(a)所示那样的超声波照射前的对象液体L照射光，由此获得光强度分布数据，基于所述光强度分布数据而算出图5(a)所示那样的粒径分布数据。
然后，将收纳有对象液体L的容器200设置于细微泡除去装置100(步骤S102：容器设置步骤)。由此，将容器200设置于容器设置部101内的设置位置，将容器200与超声波照射装置102的距离设定为最优。接下来，对设置于设置位置的容器200内的对象液体L照射超声波(步骤S103：超声波照射步骤)，将超声波照射后的对象液体L静置一定时间(步骤S104：静置步骤)。
使用此种超声波照射后(载置一定时间后)的对象液体L，再次获取粒径分布数据(步骤S105：第二数据获取步骤)。此时，在光强度测定部1中对图4(b)所示那样的超声波照射后的对象液体L照射光，由此获得光强度分布数据，基于所述光强度分布数据而算出图5(b)所示那样的粒径分布数据。
接下来，基于步骤S101中获取的粒径分布数据(第一粒径分布数据)、和步骤S105中获取的粒径分布数据(第二粒径分布数据)，测定对象液体L所含的细微泡的气泡径分布(步骤S106：气泡径分布测定步骤)。即，控制部51进行由第一粒径分布数据的各要素qj的值减去第二粒径分布数据的各要素qj的值的处理，由此获得图5(c)所示那样的气泡径分布数据。
5.细微泡除去装置的用途例
(1)作为细微泡除去装置100的用途例，可举出任意地调整对象液体L的表面张力的用途。若使对象液体L含有细微泡，则可使对象液体L的表面张力降低，因而可进行发挥其特性的处理。此时，若使用细微泡除去装置100，则可通过对因含有细微泡而表面张力降低的对象液体L照射超声波，使对象液体L中的细微泡减少，而使对象液体L的表面张力上升。
因此，使用含有细微泡的表面张力低的对象液体L，在进行发挥其特性的处理后，仅对所述对象液体L照射超声波，便可使对象液体L中的细微泡减少，回到原本的液体的表面张力。
此时，也可通过调整从超声波照射装置102照射的超声波的频率、照射时间及照射强度中的至少一个，来调整对象液体L中的细微泡的减少量。由此，可任意地调整对象液体L中的细微泡的减少量。如此，通过任意地调整细微泡的减少量，可将对象液体L设为所期望的表面张力。
(2)作为细微泡除去装置100的另一用途例，可举出使将经冷冻干燥的蛋白质等对象物复原时产生的细微泡减少的用途。即，也可通过将经冷冻干燥的对象物复原来获取含有细微泡的对象液体L(对象液体获取步骤)，对所述对象液体L照射超声波。
此时，可利用超声波使通过将经冷冻干燥的对象物复原而获得的对象液体L中的细微泡减少。在如所述那样将经冷冻干燥的蛋白质复原的情况下，可能此时产生的细微泡导致凝聚，但通过使用超声波使细微泡减少，可防止凝聚。
6.变形例
不限于如以上的实施方式那样，基于超声波照射前后的对象液体L的粒度分布数据来测定气泡径分布那样的构成，也可为基于与粒度分布相关的其他数据来测定气泡径分布那样的构成。即，不仅可基于最终算出的粒径分布数据来测定细微泡的气泡径分布，而且也可基于算出光强度分布数据等粒径分布数据之前所用的数据，来测定细微泡的气泡径分布。此外，用于算出粒径分布数据的数据不限于光强度分布数据，也可为根据光强度分布数据算出的其他数据等。
以上的实施方式中，对气泡径分布测定装置为激光衍射散射式的粒径分布测定装置的情况进行了说明。但是，本发明也可适用于利用激光衍射散射法以外的方法测定粒径分布那样的构成。所述激光衍射散射法以外的方法例如可例示：动态光散射法、电感区法(electrical sensing zone method)、粒子轨迹分析法、共振式质量测定法、动态图像分析法等。这些任一方法中，作为折射率等参数，均可使用构成气体粒子的气体特有的值。另外，本发明的气泡径分布测定装置也可适用于光散射式或光遮蔽式的颗粒计数器(particlecounter)等。
[符号的说明]
100：细微泡除去装置
101：容器设置部
102：超声波照射装置
103：温度调整装置
121：超声波振子
200：容器
201：盖
202：空隙
L：对象液体
W1：波节
W2：波腹。

Claims (13)

1.一种细微泡除去方法，其特征在于包括：
超声波照射步骤，通过从超声波照射装置对含有细微泡的对象液体照射超声波，使对象液体中的细微泡减少。
2.根据权利要求1所述的细微泡除去方法，其特征在于，
所述超声波照射步骤中，向对象液体照射频率为430kHz以上的超声波。
3.根据权利要求1所述的细微泡除去方法，其特征在于还包括：
容器设置步骤，将收纳有对象液体的容器设置于设置位置，
所述超声波照射步骤中，对设置于所述设置位置的对象液体照射超声波。
4.根据权利要求3所述的细微泡除去方法，其特征在于，
设置于所述设置位置的所述容器的下部位于从所述超声波照射装置照射的超声波的驻波的波腹的附近。
5.根据权利要求3所述的细微泡除去方法，其特征在于，
在所述容器内，在对象液体的上方形成有空隙。
6.根据权利要求1所述的细微泡除去方法，其特征在于还包括：
静置步骤，在通过所述超声波照射步骤向对象液体照射超声波后，将所述对象液体静置一定时间。
7.根据权利要求1所述的细微泡除去方法，其特征在于，
在所述对象液体中添加有溶解性高的添加物。
8.根据权利要求1所述的细微泡除去方法，其特征在于，
在所述超声波照射步骤中，对因含有细微泡而表面张力降低的对象液体照射超声波，使对象液体中的细微泡减少，由此使对象液体的表面张力上升。
9.根据权利要求1所述的细微泡除去方法，其特征在于，
在所述超声波照射步骤中，通过调整从所述超声波照射装置照射的超声波的频率、照射时间及照射强度中的至少一个，调整对象液体中的细微泡的减少量。
10.根据权利要求1所述的细微泡除去方法，其特征在于还包括：
对象液体获取步骤，通过将经冷冻干燥的对象物复原来获取含有细微泡的对象液体，
所述超声波照射步骤中，对通过所述对象液体获取步骤所获取的对象液体照射超声波。
11.一种细微泡除去装置，其特征在于包括：
超声波照射装置，通过对含有细微泡的对象液体照射超声波，使对象液体中的细微泡减少。
12.一种气泡径分布测定方法，其特征在于，
基于与利用根据权利要求1所述的细微泡除去方法减少了细微泡的对象液体的粒径分布相关的数据、和与减少细微泡前的对象液体的粒径分布相关的数据，测定对象液体所含的细微泡的气泡径分布。
13.一种气泡径分布测定装置，其特征在于，
基于与利用根据权利要求1所述的细微泡除去方法减少了细微泡的对象液体的粒径分布相关的数据、和与减少细微泡前的对象液体的粒径分布相关的数据，测定对象液体所含的细微泡的气泡径分布。
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