JP7565083B2

JP7565083B2 - Manufacturing method of ultra-fine bubble concentrate

Info

Publication number: JP7565083B2
Application number: JP2021103279A
Authority: JP
Inventors: 宏一寺坂
Original assignee: Keio University
Current assignee: Keio University
Priority date: 2021-06-22
Filing date: 2021-06-22
Publication date: 2024-10-10
Anticipated expiration: 2041-06-22
Also published as: JP2023002197A

Description

本発明は、ウルトラファインバブル濃縮液の製造技術に関する。 The present invention relates to a manufacturing technology for ultra-fine bubble concentrate.

ウルトラファインバブル水を減圧条件下で加熱することによりウルトラファインバブル水の液体成分を気化させて、ウルトラファインバブル水に含まれるウルトラファインバブルの数密度を濃縮する技術がある（例えば非特許文献１参照）。また、非特許文献２には、高温環境および低温環境でのウルトラファインバブルの安定性について評価した結果が記載されている。 There is a technology that heats ultrafine bubble water under reduced pressure to vaporize the liquid components of the ultrafine bubble water, concentrating the number density of the ultrafine bubbles contained in the ultrafine bubble water (see, for example, Non-Patent Document 1). In addition, Non-Patent Document 2 describes the results of an evaluation of the stability of ultrafine bubbles in high-temperature and low-temperature environments.

Shunya Tanaka，他３名，“Concentration and Dilution of Ultrafine Bubbles in Water”，Colloids and Interfaces，（スイス），Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)，2020年11月5日Shunya Tanaka and 3 others, “Concentration and Dilution of Ultrafine Bubbles in Water”, Colloids and Interfaces, (Switzerland), Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI), November 5, 2020 小林嵩季（新潟大院），他６名，「高温および低温環境におけるウルトラファインバブルの安定性の検討」，日本混相流学会混相流シンポジウム 2020 講演論文集，（日本），日本混相流学会，２０２０年８月２１日Takaki Kobayashi (Niigata University Graduate School), and six others, "Study on the stability of ultra-fine bubbles in high and low temperature environments", Proceedings of the 2020 Multiphase Flow Symposium, Japanese Society of Multiphase Flow, (Japan), Japanese Society of Multiphase Flow, August 21, 2020

ウルトラファインバブル液とは、液体中に多数の微細な気泡が存在する状態の液であって、多数の気泡のそれぞれの直径が１μｍ未満であるものを言う。一般的には、水中に空気から成る多数の微細な気泡が存在するウルトラファインバブル水として知られ、水や炭酸水とは異なる特性を有することから、種々の産業分野での利用が検討されている。また、ウルトラファインバブル液の性能安定化、あるいはウルトラファインバブル液の取り扱いの容易性を考慮すると、ウルトラファインバブルの数密度、言い換えれば、ウルトラファインバブルの個数濃度を制御する技術が望まれる。 Ultra-fine bubble liquid is a liquid in which many tiny bubbles exist, each with a diameter of less than 1 μm. It is generally known as ultra-fine bubble water, in which many tiny air bubbles exist in water, and because it has characteristics different from those of water or carbonated water, its use in various industrial fields is being considered. In addition, in order to stabilize the performance of ultra-fine bubble liquid or to make it easier to handle, a technology is needed to control the number density of ultra-fine bubbles, in other words, the number concentration of ultra-fine bubbles.

ウルトラファインバブル液の製造方法としては、例えば、気液混合流体を旋回させて、気液混合流体をせん断する方法など種々の方法が知られている。ところが、一般的なウルトラファインバブル水の製造方法で得られるウルトラファインバブル液におけるウルトラファインバブルの数密度には限界がある。本願発明者は、ウルトラファインバブルの数密度が高いウルトラファインバブル液を製造する技術について検討を行っている。 Various methods are known for producing ultra-fine bubble liquid, such as swirling a gas-liquid mixture to shear the gas-liquid mixture. However, there is a limit to the number density of ultra-fine bubbles in ultra-fine bubble liquid obtained by general methods for producing ultra-fine bubble water. The inventors of this application are currently investigating technology for producing ultra-fine bubble liquid with a high number density of ultra-fine bubbles.

上記した特許文献１のように、ウルトラファインバブル水の液体成分を気化させて、ウルトラファインバブル水に含まれるウルトラファインバブルの数密度を濃縮する方法の場合、高濃度のウルトラファインバブル水が取得できる。 As described in Patent Document 1 above, when the liquid components of ultra-fine bubble water are vaporized to concentrate the number density of the ultra-fine bubbles contained in the ultra-fine bubble water, it is possible to obtain ultra-fine bubble water with a high concentration.

ただし、上記した方法の場合、濃縮工程中に加熱プロセスを含んでいるため、得られるウルトラファインバブル液の特性が限定される。例えば、濃縮工程に供する被処理液に、フレーバーなどの揮発性成分が含まれている場合、加熱プロセスを施すことにより、揮発成分は気化されてしまう。 However, in the case of the above-mentioned method, the concentration process includes a heating process, which limits the properties of the resulting ultra-fine bubble liquid. For example, if the liquid to be treated in the concentration process contains volatile components such as flavors, the volatile components will be vaporized by the heating process.

本発明の目的は、ウルトラファインバブルの数密度が高いウルトラファインバブル液の製造技術を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a technology for producing ultra-fine bubble liquid with a high number density of ultra-fine bubbles.

一実施の形態であるウルトラファインバブル濃縮液の製造方法は、以下の工程を含んでいる。
（Ａ）液体状態の第１流体と、気体状態の第２流体を含み、直径が１μｍ未満の前記第２流体の気泡が、第１の濃度で前記第１流体中に混合されている第１液を準備する工程。
（Ｂ）前記第１液を攪拌しながら冷却することにより、前記第１流体を選択的に凝固させる工程。
（Ｃ）前記（Ｂ）工程により凝固した前記第１流体と、凝固しなかった前記第１流体中に前記第２流体の前記気泡が前記第１の体積濃度よりも高い第２の濃度で混合されている濃縮液と、を分離する工程。 A method for producing an ultra-fine bubble concentrate according to one embodiment includes the following steps.
(A) preparing a first liquid containing a first fluid in a liquid state and a second fluid in a gaseous state, in which bubbles of the second fluid having a diameter of less than 1 μm are mixed into the first fluid at a first concentration;
(B) selectively solidifying the first fluid by cooling the first liquid with stirring;
(C) A process for separating the first fluid solidified by the process (B) from a concentrated liquid in which the air bubbles of the second fluid are mixed in the unsolidified first fluid at a second concentration higher than the first volume concentration.

本発明の代表的な実施の形態によれば、ウルトラファインバブルの数密度が高いウルトラファインバブル液が得られる。 A typical embodiment of the present invention provides an ultra-fine bubble liquid with a high number density of ultra-fine bubbles.

水中に存在する非ウルトラファインバブルおよびウルトラファインバブルの挙動を模式的に示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic diagram of the behavior of non-ultra-fine bubbles and ultra-fine bubbles present in water. 一実施の形態であるウルトラファインバブルの濃縮液の製造方法のフローの一例を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a flow of a method for producing a concentrated solution of ultra-fine bubbles according to one embodiment. 濃縮処理前のウルトラファインバブル液を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the ultra-fine bubble liquid before concentration treatment. 図２に示す濃縮工程で利用される濃縮装置の容器内に、図３に示す濃縮処理前のウルトラファインバブル液を濃縮装置の容器内に供給した状態を模式的に示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic state in which the ultra-fine bubble liquid before concentration treatment shown in FIG. 3 is supplied into the container of a concentrating device used in the concentration step shown in FIG. 2 . 図５は、図４に示す濃縮装置の攪拌機構部と冷却機構部とを同時に動作させることにより、収容部内に流体の一部が凝固膜として形成された状態を模式的に示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which a part of the fluid is formed as a solidified film in the storage unit by simultaneously operating the stirring mechanism and the cooling mechanism of the concentrating apparatus shown in FIG. 4. 図５に示す凝固膜と濃縮液とを分離した状態を模式的に示す拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which the coagulated film and the concentrated liquid shown in FIG. 5 are separated. 図３に対する変形例である第１液を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a first liquid which is a modified example of FIG. 3 . 図４に示す濃縮装置に対する変形例である濃縮装置の収容部内に、図７に示す濃縮処理前のウルトラファインバブル液を濃縮装置の容器内に供給した状態を模式的に示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a schematic state in which the ultra-fine bubble liquid before concentration shown in FIG. 7 is supplied into a container of a concentrating device, which is a modified example of the concentrating device shown in FIG. 4, in a storage section of the concentrating device. 図８に示す濃縮装置の攪拌機構部と冷却機構部とを同時に動作させることにより、収容部内に流体の一部が凝固膜として形成された状態を模式的に示す断面図である。9 is a cross-sectional view showing a state in which a part of the fluid is formed as a solidified film in the storage unit by simultaneously operating the stirring mechanism and the cooling mechanism of the concentrating device shown in FIG. 8 . 図２に示すフローに対する変形例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a modified example of the flow shown in FIG. 2 . 図１０に示す第１液追加工程の後の状態を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state after the first liquid adding step shown in FIG. 10 . 図１０に示す第２濃縮工程の後の状態を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state after the second concentration step shown in FIG. 10 .

＜ウルトラファインバブルについて＞
図１は、水中に存在する非ウルトラファインバブルおよびウルトラファインバブルの挙動を模式的に示す説明図である。図１に示す例では、液体１０は水である。また、ウルトラファインバブル２０Ａ、および非ウルトラファインバブル２０Ｂのそれぞれは、空気の気泡である。以下で説明する技術により製造されるウルトラファインバブル液の液体および気泡には、種々の物質を用いることができるが、以下の実施の形態では、液体１０が水、ウルトラファインバブル２０Ａが空気である場合を取り上げて、例示的に説明する。 <About Ultrafine Bubbles>
Fig. 1 is an explanatory diagram showing a model of the behavior of non-ultra-fine bubbles and ultra-fine bubbles present in water. In the example shown in Fig. 1, the liquid 10 is water. The ultra-fine bubbles 20A and the non-ultra-fine bubbles 20B are air bubbles. Various substances can be used for the liquid and air bubbles of the ultra-fine bubble liquid produced by the technology described below, but the following embodiment will be described by way of example with the liquid 10 being water and the ultra-fine bubbles 20A being air.

図１に示す例では、液体１０中にウルトラファインバブル２０Ａおよび非ウルトラファインバブル２０Ｂを含む複数の気泡２０が存在する。ウルトラファインバブル２０Ａ、および非ウルトラファインバブル２０Ｂの区別は、気泡２０の径により区別することができる。ウルトラファインバブル２０Ａの気泡径Ｄ１は、１μｍ未満である。非ウルトラファインバブル２０Ｂの気泡径Ｄ２は、１μｍ以上である。なお、ウルトラファインバブル２０Ａは、気泡径が小さいので、ほぼ球体と見做せる形状を持つ。一方、非ウルトラファインバブル２０Ｂの場合には、図１に例示するように楕円球体など、さまざまな形状で、液体１０中に存在するものも含まれる。図１では、便宜上、楕円球体の短径を気泡径Ｄ２として示しているが、非ウルトラファインバブル２０Ｂの気泡径Ｄ２は、非ウルトラファインバブル２０Ｂを球体に換算した時の直径として定義される。なお、ウルトラファインバブル２０Ａの気泡径Ｄ１は、上記した気泡径Ｄ２と同様に、各気泡２０を球体に換算した時の直径として定義される。 In the example shown in FIG. 1, a liquid 10 contains a plurality of bubbles 20, including ultra-fine bubbles 20A and non-ultra-fine bubbles 20B. The ultra-fine bubbles 20A and non-ultra-fine bubbles 20B can be distinguished from each other by the diameter of the bubbles 20. The ultra-fine bubbles 20A have a bubble diameter D1 of less than 1 μm. The non-ultra-fine bubbles 20B have a bubble diameter D2 of 1 μm or more. Since the ultra-fine bubbles 20A have a small bubble diameter, they have a shape that can be considered as almost a sphere. On the other hand, the non-ultra-fine bubbles 20B may have various shapes, such as an ellipsoidal sphere, as shown in FIG. 1. For convenience, the minor axis of the ellipsoidal sphere is shown as the bubble diameter D2 in FIG. 1, but the bubble diameter D2 of the non-ultra-fine bubbles 20B is defined as the diameter of the non-ultra-fine bubbles 20B when converted into a sphere. The bubble diameter D1 of the ultra-fine bubbles 20A is defined as the diameter of each bubble 20 when converted into a sphere, similar to the bubble diameter D2 described above.

図１に矢印を用いて模式的に示すように、非ウルトラファインバブル２０Ｂは、液体１０中で生じる浮力により液面１０ｔに向かって浮上し、液面１０ｔにおいて破裂する。 As shown diagrammatically by the arrows in FIG. 1, non-ultra-fine bubbles 20B rise toward the liquid surface 10t due to the buoyancy generated in the liquid 10, and burst at the liquid surface 10t.

一方、ウルトラファインバブル２０Ａは、気泡径Ｄ１が１μｍ以下と小さいので、液体１０中で安定的に自身の形状を維持することができる。また、ウルトラファインバブル２０Ａの気泡径Ｄ１が小さいことにより、ストークスの式により算出されるウルトラファインバブル２０Ａの浮上速度は、ウルトラファインバブル２０Ａのブラウン運動による上下左右前後へのランダムな移動速度よりも遅い。この結果、ウルトラファインバブル２０Ａは、液面１０ｔに向かって浮上せず、液体１０中に長時間に亘って浮遊し続けることができる。 On the other hand, the ultra-fine bubbles 20A have a small bubble diameter D1 of 1 μm or less, and therefore can stably maintain their shape in the liquid 10. Furthermore, because the ultra-fine bubbles 20A have a small bubble diameter D1, the floating speed of the ultra-fine bubbles 20A calculated by Stokes' equation is slower than the random movement speed of the ultra-fine bubbles 20A in all directions due to Brownian motion. As a result, the ultra-fine bubbles 20A do not float toward the liquid surface 10t, and can remain suspended in the liquid 10 for a long period of time.

非ウルトラファインバブル２０Ｂのうち、気泡径Ｄ２が比較的小さい（例えば１００μｍ以下）のものは、マイクロバブルと呼ばれ、ウルトラファインバブル２０Ａと総称してファインバブルと呼ばれ場合がある。以下のように視覚的に識別することができる。すなわち、マイクロバブルを含む水は、白濁している。一方、ウルトラファインバブル２０Ａのみを含む水は、無色透明である。これは、ウルトラファインバブル２０Ａの気泡径Ｄ１が小さいことにより、ウルトラファインバブル２０Ａのほとんどが可視光を散乱しないためである。 Among the non-ultra-fine bubbles 20B, those with a relatively small bubble diameter D2 (for example, 100 μm or less) are called microbubbles, and may be collectively called fine bubbles, including ultra-fine bubbles 20A. They can be visually identified as follows. That is, water containing microbubbles is cloudy. On the other hand, water containing only ultra-fine bubbles 20A is colorless and transparent. This is because the bubble diameter D1 of the ultra-fine bubbles 20A is small, and therefore most of the ultra-fine bubbles 20A do not scatter visible light.

＜ウルトラファインバブルの数密度＞
本願発明者は、ウルトラファインバブルの数密度を制御する技術について検討を行っている。「ウルトラファインバブルの数密度」とは、単位体積のウルトラファインバブル液中に含まれるウルトラファインバブルの個数である。「ウルトラファインバブルの数密度」は「ウルトラファインバブルの個数濃度」と読み替えることもできる。 <Number density of ultrafine bubbles>
The present inventors are currently investigating technology for controlling the number density of ultra-fine bubbles. "Number density of ultra-fine bubbles" refers to the number of ultra-fine bubbles contained in a unit volume of ultra-fine bubble liquid. "Number density of ultra-fine bubbles" can also be read as "number concentration of ultra-fine bubbles."

ウルトラファインバブル液中におけるウルトラファインバブルの数密度は、例えば以下のように計測することができる。代表的な計測法であるナノ粒子追跡式法では、ウルトラファインバブル液に２次元平面レーザー光を照射しブラウン運動するウルトラファインバブルからのレーザー散乱光点の撮影から視野体積中のウルトラファインバブル個数をカウントすることで数密度が求まる。 The number density of ultrafine bubbles in an ultrafine bubble liquid can be measured, for example, as follows. In the nanoparticle tracking method, a representative measurement method, the ultrafine bubble liquid is irradiated with a two-dimensional planar laser light, and the number density is determined by photographing the scattered laser light points from the ultrafine bubbles undergoing Brownian motion and counting the number of ultrafine bubbles in the field of view.

ウルトラファインバブル液を製造する方法としては、以下のような方法がある。例えば、加圧溶解式の製造方法は、液体である第１流体中に第２流体を加圧溶解させた後、急激に減圧することにより過飽和状態を利用して第２流体を気化させることにより発泡させる方法である。気液混合流体のせん断方式の製造方法は、気体と液体とが混在した気液混合流体を粉砕することにより微細な気泡を発生させる方法である。気液混合流体を粉砕する方法には、例えば、気液混合流体を旋回させて、その旋回力を利用する方式と、スタティックミキサに気液混合流体を通過させて、そのせん断力を利用する方法と、を例示することができる。また、散気式の製造方法は、微細な孔が形成された多孔質フィルムを介して液体中に気体を供給する方法である。 There are several methods for producing ultra-fine bubble liquid. For example, the pressurized dissolution method is a method in which a second fluid is pressurized and dissolved in a first fluid, which is a liquid, and then the pressure is suddenly reduced to utilize the supersaturated state, thereby vaporizing the second fluid and foaming it. The shear method for producing a gas-liquid mixture is a method in which a gas-liquid mixture in which gas and liquid are mixed is pulverized to generate fine bubbles. Examples of methods for pulverizing a gas-liquid mixture include a method in which the gas-liquid mixture is swirled and the swirling force is utilized, and a method in which the gas-liquid mixture is passed through a static mixer and the shear force is utilized. The air diffusion method is a method in which gas is supplied into a liquid through a porous film in which fine holes are formed.

上記の方法の場合、ウルトラファインバブル液を製造することはできるが、液中のウルトラファインバブルの数密度を制御することは難しい。そこで、本願発明者は、上記に例示したような方法で得られたウルトラファインバブル液に対して希釈処理または濃縮処理を施して、ウルトラファインバブルの数密度を制御する方法ついて検討した。上記した非特許文献１に記載されるように、ウルトラファインバブル水を希釈することにより、ウルトラファインバブルの数密度を所定の値に低下させられることが判った。ウルトラファインバブルの数密度を所定の値に高めるための方法としては、上記した非特許文献１に記載されるように、エバポレータを利用し、ウルトラファインバブル水を減圧条件下で加熱して水分を気化させることによりウルトラファインバブル水を濃縮する方法がある。ただし、加熱プロセスを必要としない濃縮方法は見つかっていない。 Although the above-mentioned methods can produce ultrafine bubble liquid, it is difficult to control the number density of ultrafine bubbles in the liquid. Therefore, the present inventors have investigated a method for controlling the number density of ultrafine bubbles by diluting or concentrating the ultrafine bubble liquid obtained by the above-mentioned methods. As described in the above-mentioned Non-Patent Document 1, it has been found that the number density of ultrafine bubbles can be reduced to a predetermined value by diluting the ultrafine bubble water. As a method for increasing the number density of ultrafine bubbles to a predetermined value, as described in the above-mentioned Non-Patent Document 1, there is a method of concentrating the ultrafine bubble water by heating the ultrafine bubble water under reduced pressure conditions and vaporizing the water, using an evaporator. However, a concentration method that does not require a heating process has not been found.

ウルトラファインバブル液の用途として、ウルトラファインバブル液に添加剤を加えることで付加価値を向上させられる場合がある。添加剤には種々の変形例があるが、例えばフレーバーなど、揮発性の高い添加剤の場合、濃縮時の加熱プロセスにおいて添加剤が揮発してしまう場合がある。そこで、本願発明者は、例えば、揮発性の高い材料を添加剤として含んでいるウルトラファインバブル液を濃縮することが可能な方法について検討を行った。 When using ultra-fine bubble liquid, the added value can be increased by adding additives to the liquid. There are various types of additives, but in the case of highly volatile additives such as flavors, the additives may volatilize during the heating process during concentration. Therefore, the inventors of the present application have investigated a method for concentrating ultra-fine bubble liquid that contains, for example, highly volatile materials as additives.

＜ウルトラファインバブルの濃縮液の製造方法＞
以下で説明する本実施の形態のウルトラファインバブルの濃縮液の製造方法は、図２に示すように、第１液準備工程と、濃縮工程と、分離工程と、を備えている。図２は、本実施の形態のウルトラファインバブルの濃縮液の製造方法のフローの一例を示す説明図である。図３は、濃縮処理前のウルトラファインバブル液を示す断面図である。 <Method of producing concentrated ultra-fine bubble solution>
The method for producing a concentrated liquid of ultra-fine bubbles according to this embodiment, which will be described below, comprises a first liquid preparation step, a concentration step, and a separation step, as shown in Fig. 2. Fig. 2 is an explanatory diagram showing an example of the flow of the method for producing a concentrated liquid of ultra-fine bubbles according to this embodiment. Fig. 3 is a cross-sectional view showing the ultra-fine bubble liquid before the concentration process.

図２に示す第１液準備工程では、図３に示す第１液ＵＦＢ１を準備する。第１液ＵＦＢ１は、液体状態の流体（第１流体）１１と、気体状態の流体（第２流体）２１と、を含んでいる。第１液ＵＦＢ１は、所謂、ウルトラファインバブル液であって、流体２１の気泡２１Ａの直径（図１に示す気泡径Ｄ１）は１μｍ未満である。流体１１を含む液体３０には、第１の数密度で気泡２１Ａが混合されている。第１液ＵＦＢ１は、濃縮処理前のウルトラファインバブル液なので、第１の数密度の値は任意である。例えば、第１の数密度（１ミリリットルの第１液ＵＦＢ１に含まれる気泡２１Ａの個数）は、例えば０．１×１０^８～３０×１０^８/ｍＬ程度である。 In the first liquid preparation step shown in Fig. 2, the first liquid UFB1 shown in Fig. 3 is prepared. The first liquid UFB1 contains a fluid (first fluid) 11 in a liquid state and a fluid (second fluid) 21 in a gaseous state. The first liquid UFB1 is a so-called ultra-fine bubble liquid, and the diameter of the bubbles 21A in the fluid 21 (bubble diameter D1 shown in Fig. 1) is less than 1 µm. The bubbles 21A are mixed in the liquid 30 containing the fluid 11 at a first number density. Since the first liquid UFB1 is an ultra-fine bubble liquid before concentration processing, the value of the first number density is arbitrary. For example, the first number density (the number of bubbles 21A contained in 1 milliliter of the first liquid UFB1) is about 0.1 x 10 ⁸ to 30 x 10 ⁸ /mL.

一例として、流体１１から成る液体３０は水であり、流体２１から成る気泡２１Ａは、空気である。ただし、流体１１および流体２１に用いる物質には種々の適用例がある。例えば、変形例として後述するように、水である流体１１にフレーバーなどの揮発性物質を溶存させた液体を、液体３０に変えて用いることができる。また、流体２１についても、空気の他、窒素や希ガスなどの不活性ガス、あるいはオゾンなどの反応性ガスを備える流体を用いることもできる。 As an example, the liquid 30 of the fluid 11 is water, and the bubbles 21A of the fluid 21 are air. However, there are various application examples of the substances used for the fluid 11 and the fluid 21. For example, as a modified example described below, a liquid in which a volatile substance such as a flavor is dissolved in the fluid 11, which is water, can be used instead of the liquid 30. Also, for the fluid 21, in addition to air, a fluid containing an inert gas such as nitrogen or a rare gas, or a reactive gas such as ozone can be used.

第１液ＵＦＢ１の製造方法は、公知の方法を採用することができる。例えば、上述した加圧溶解式の製造方法、気液混合流体のせん断方式の製造方法、気液混合流体を粉砕する方法、あるいは、散気式の製造方法を用いることができる。上記したいずれかの方法により、第１の数密度でウルトラファインバブルが分散されたウルトラファインバブル液である第１液ＵＦＢ１が得られる。 The first liquid UFB1 can be produced by any known method. For example, the above-mentioned pressurized dissolution method, the gas-liquid mixed fluid shearing method, the gas-liquid mixed fluid pulverization method, or the aeration method can be used. By any of the above-mentioned methods, the first liquid UFB1, which is an ultra-fine bubble liquid in which ultra-fine bubbles are dispersed at a first number density, can be obtained.

次に図２に示す濃縮工程では、第１液ＵＦＢ１を攪拌しながら冷却することにより、流体１１を選択的に凝固させる。すなわち、本実施の形態のウルトラファインバブル濃縮液の製造方法は、冷却プロセスを利用することにより、ウルトラファインバブル液を濃縮する。図４は、図２に示す濃縮工程で利用される濃縮装置の収容部内に、図３に示す濃縮処理前のウルトラファインバブル液を濃縮装置の容器内に供給した状態を模式的に示す断面図である。図５は、図４に示す濃縮装置の攪拌機構部と冷却機構部とを同時に動作させることにより、収容部内に流体の一部が凝固膜として形成された状態を模式的に示す断面図である。 Next, in the concentration step shown in FIG. 2, the first liquid UFB1 is cooled while being stirred, thereby selectively solidifying the fluid 11. That is, the method for producing ultra-fine bubble concentrate in this embodiment uses a cooling process to concentrate the ultra-fine bubble liquid. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the ultra-fine bubble liquid before the concentration process shown in FIG. 3 is supplied into the container of the concentrating device used in the concentration step shown in FIG. 2. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which a part of the fluid is formed as a solidified film in the container by simultaneously operating the stirring mechanism and cooling mechanism of the concentrating device shown in FIG. 4.

図２に示す濃縮工程は、例えば図４に示す濃縮装置１００により実施される。ウルトラファインバブル液の濃縮装置１００は、第１液ＵＦＢ１を収容するための収容部４０と、収容部４０内の第１液ＵＦＢ１を攪拌することが可能な攪拌機構部５０と、収容部４０内の第１液ＵＦＢ１を冷却することが可能な冷却機構部６０と、を備えている。 The concentrating process shown in FIG. 2 is carried out, for example, by a concentrating device 100 shown in FIG. 4. The ultra-fine bubble liquid concentrating device 100 includes a storage section 40 for storing the first liquid UFB1, a stirring mechanism section 50 capable of stirring the first liquid UFB1 in the storage section 40, and a cooling mechanism section 60 capable of cooling the first liquid UFB1 in the storage section 40.

図４に示す例では、濃縮装置１００の攪拌機構部５０は、収容部４０内で回転する回転軸５１と、回転軸５１に取り付けられる攪拌羽５２と、回転軸５１を駆動させるモータ５３と、を備えている。濃縮装置１００の冷却機構部６０は、収容部４０の周囲に配置される冷媒６１と、冷媒６１を収容する浴槽６２と、を備えている。また、図４に示す例では、浴槽６２には、冷媒６１の供給口６２Ａおよび冷媒６１の排出口６２Ｂが設けられている。供給口６２Ａから供給された冷媒６１は、浴槽６２内で対流し、排出口６２Ｂから排出される。 In the example shown in FIG. 4, the stirring mechanism 50 of the concentrating device 100 includes a rotating shaft 51 that rotates in the storage section 40, a stirring blade 52 attached to the rotating shaft 51, and a motor 53 that drives the rotating shaft 51. The cooling mechanism 60 of the concentrating device 100 includes a refrigerant 61 that is arranged around the storage section 40, and a bath 62 that contains the refrigerant 61. In the example shown in FIG. 4, the bath 62 is provided with a supply port 62A for the refrigerant 61 and an exhaust port 62B for the refrigerant 61. The refrigerant 61 supplied from the supply port 62A convects in the bath 62 and is exhausted from the exhaust port 62B.

浴槽６２内に充填された冷媒６１は、例えば０℃以下において凝固しない液体（不凍液と呼ばれる液体）であって、０℃未満の温度に冷却されている。冷媒６１の種類によっても温度は異なるが、例えば冷媒６１の温度は、－２０℃から－２５℃程度に設定することができる。収容部４０は、少なくともその一部分が浴槽６２内の冷媒６１に浸漬されている。これにより、収容部４０を介して収容部４０内の第１液ＵＦＢ１が冷却される。また、モータ５３を駆動させることにより、攪拌機構部５０の回転軸５１を回転動作させる。回転軸５１は、図４に二点鎖線で示す仮想線である回転軸ＶＬ１を中心として矢印で示す方向に回転動作する。回転軸５１に取り付けられた攪拌羽５２は、回転軸５１の動作に伴って回転動作する。攪拌羽５２は、収容部４０内の第１液ＵＦＢ１内に浸漬されているので、第１液ＵＦＢ１は、攪拌羽５２の回転動作に起因して攪拌される。 The refrigerant 61 filled in the bath 62 is a liquid that does not solidify at, for example, 0°C or below (a liquid called an antifreeze liquid), and is cooled to a temperature below 0°C. Although the temperature varies depending on the type of refrigerant 61, for example, the temperature of the refrigerant 61 can be set to about -20°C to -25°C. At least a portion of the storage unit 40 is immersed in the refrigerant 61 in the bath 62. This causes the first liquid UFB1 in the storage unit 40 to be cooled through the storage unit 40. In addition, the motor 53 is driven to rotate the rotating shaft 51 of the stirring mechanism unit 50. The rotating shaft 51 rotates in the direction indicated by the arrow around the rotating axis VL1, which is a virtual line shown by a two-dot chain line in FIG. 4. The stirring blade 52 attached to the rotating shaft 51 rotates in accordance with the operation of the rotating shaft 51. The stirring blade 52 is immersed in the first liquid UFB1 in the storage section 40, so the first liquid UFB1 is stirred due to the rotational movement of the stirring blade 52.

図４に示す濃縮装置１００の場合、攪拌機構部５０と冷却機構部６０とを同時に動作させることにより、第１液ＵＦＢ１を攪拌しながら冷却することが実現される。回転軸の回転動作の回転数は特に限定されないが、例えば、３００～６００ｒｐｍ（毎分３００～６００回転）程度の回転速度で回転させる方法を例示できる。 In the case of the concentrating device 100 shown in FIG. 4, the first liquid UFB1 is cooled while being stirred by simultaneously operating the stirring mechanism 50 and the cooling mechanism 60. The number of revolutions of the rotating shaft is not particularly limited, but an example of a method in which the shaft is rotated at a rotation speed of about 300 to 600 rpm (300 to 600 revolutions per minute) can be given.

収容部４０のうち、冷媒６１に浸漬された部分は冷却されている。図５に示す例では、収容部４０の内面４１のうち、底面４１ｂの全体、および側面４１ｓの一部分（底面４１ｂに連なる部分）が冷却されている。この冷却された部分の温度が流体１１の凝固点よりも低い場合には、図５に示すように。収容部４０の底面４１ｂ（および側面４１ｓの冷却された部分）に触れた部分から流体１１が徐々に凝固し始め、凝固した流体１１は、収容部４０の内面４１に凝固膜３１として成膜される。流体１１が水である場合、凝固膜３１は氷である。 The portion of the storage unit 40 that is immersed in the refrigerant 61 is cooled. In the example shown in FIG. 5, the entire bottom surface 41b and a portion of the side surface 41s (the portion connected to the bottom surface 41b) of the inner surface 41 of the storage unit 40 are cooled. If the temperature of this cooled portion is lower than the freezing point of the fluid 11, as shown in FIG. 5, the fluid 11 gradually begins to solidify from the portion that touches the bottom surface 41b (and the cooled portion of the side surface 41s) of the storage unit 40, and the solidified fluid 11 forms a solidified film 31 on the inner surface 41 of the storage unit 40. If the fluid 11 is water, the solidified film 31 is ice.

この時、冷媒６１の温度は、流体２１の凝縮点よりも高い温度に設定されているので、流体２１は液化せず、気体状態のまま残った液体３０内に存在し続ける。また、本実施の形態の濃縮工程では、流体１１および流体２１を含む第１液ＵＦＢ１（図４参照）を継続的に攪拌しながら、液体３０の一部分を徐々に凝固させる。このため、第１液ＵＦＢ１を瞬間的に凝固させる場合と比較して気泡２１Ａが凝固膜３１内に閉じ込められにくい。また、流体１１の物質から成る凝固膜３１が形成された場合、凝固膜３１に対する濡れ性は、流体１１の方が流体２１よりも高い。この凝固膜３１に対する濡れ性の差に起因して、気泡２１Ａは凝固膜３１に付着し難いので、結果として凝固膜３１は流体１１の膜として成長し易い。このため、本実施の形態の濃縮工程によれば、流体１１を選択的に凝固させることができる。 At this time, since the temperature of the refrigerant 61 is set to a temperature higher than the condensation point of the fluid 21, the fluid 21 does not liquefy and continues to exist in the liquid 30 remaining in a gaseous state. In addition, in the concentration process of this embodiment, the first liquid UFB1 (see FIG. 4) containing the fluid 11 and the fluid 21 is continuously stirred, and a part of the liquid 30 is gradually solidified. Therefore, compared to the case where the first liquid UFB1 is instantaneously solidified, the bubbles 21A are less likely to be trapped in the solidified film 31. In addition, when the solidified film 31 made of the material of the fluid 11 is formed, the wettability of the fluid 11 with respect to the solidified film 31 is higher than that of the fluid 21. Due to this difference in wettability with respect to the solidified film 31, the bubbles 21A are less likely to adhere to the solidified film 31, and as a result, the solidified film 31 is more likely to grow as a film of the fluid 11. Therefore, according to the concentration process of this embodiment, the fluid 11 can be selectively solidified.

このように、本実施の形態によれば、流体１１を選択的に凝固させることができる。この結果、図５に示す残った液体３０内に含まれる気泡２１Ａの数密度（第２の数密度）は、図４に示す第１液ＵＦＢ１に含まれる気泡２１Ａの数密度（第１の数密度）よりも多い。すなわち、本実施の形態の濃縮工程により、ウルトラファインバブルである気泡２１Ａの数密度が濃縮された、濃縮液ＵＦＢ２が得られる。濃縮液ＵＦＢ２の数密度は、濃縮装置１００の運転時間に比例して大きくなるが、例えば、１２０分間運転した場合、第２の数密度は第１の数密度に対して２倍程度になることが実験的に確認された。 In this way, according to this embodiment, the fluid 11 can be selectively solidified. As a result, the number density (second number density) of the bubbles 21A contained in the remaining liquid 30 shown in FIG. 5 is greater than the number density (first number density) of the bubbles 21A contained in the first liquid UFB1 shown in FIG. 4. That is, the concentration process of this embodiment produces a concentrated liquid UFB2 in which the number density of the bubbles 21A, which are ultra-fine bubbles, is concentrated. The number density of the concentrated liquid UFB2 increases in proportion to the operating time of the concentrating device 100, and it has been experimentally confirmed that, for example, when operated for 120 minutes, the second number density is about twice the first number density.

次に、図２に示す分離工程では、図６に示すように、濃縮液ＵＦＢ２と、凝固膜３１とを分離する。図６は、図５に示す凝固膜と濃縮液とを分離した状態を模式的に示す拡大断面図である。濃縮液ＵＦＢ２には、濃縮工程において凝固しなかった流体１１を含む液体３０中に流体２１の気泡２１Ａが第１の数密度よりも高い第２の数密度で混合されている。すなわち、濃縮液ＵＦＢ２は、ウルトラファインバブルの数密度が図３に示す第１液ＵＦＢ１と比較して濃縮された、ウルトラファインバブル濃縮液である。 Next, in the separation process shown in FIG. 2, the concentrated liquid UFB2 and the coagulated film 31 are separated as shown in FIG. 6. FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing the state in which the coagulated film and the concentrated liquid shown in FIG. 5 have been separated. In the concentrated liquid UFB2, bubbles 21A of the fluid 21 are mixed at a second number density higher than the first number density in a liquid 30 containing the fluid 11 that did not coagulate in the concentration process. In other words, the concentrated liquid UFB2 is an ultra-fine bubble concentrated liquid in which the number density of ultra-fine bubbles is concentrated compared to the first liquid UFB1 shown in FIG. 3.

図６に示す例では、図５に示す濃縮装置１００から取り出した収容部４０を反転させて、容器４２内に濃縮液ＵＦＢ２のみを選択的に移し替える例を示している。ただし、分離方法は、図６に示す方法には限定されない。例えば、図５に示す濃縮装置１００内に収容部４０を固定した状態で図示しないポンプなどの送液機構部を用いて濃縮液ＵＦＢ２を図６に示す容器４２に移送する方法を例示できる。本実施の形態の場合、凝固膜３１は個体なので、濃縮装置１００と凝固膜３１とを分離することは比較的容易である。 In the example shown in FIG. 6, the storage section 40 removed from the concentrating device 100 shown in FIG. 5 is inverted, and only the concentrated liquid UFB2 is selectively transferred into the container 42. However, the separation method is not limited to the method shown in FIG. 6. For example, a method can be exemplified in which the storage section 40 is fixed in the concentrating device 100 shown in FIG. 5, and the concentrated liquid UFB2 is transferred to the container 42 shown in FIG. 6 using a liquid delivery mechanism such as a pump (not shown). In the case of this embodiment, since the coagulated film 31 is a solid, it is relatively easy to separate the concentrating device 100 and the coagulated film 31.

以上の各工程により、ウルトラファインバブル濃縮液である濃縮液ＵＦＢ２が得られる。収容部４０内に残った凝固膜３１は、例えば加熱することにより簡単に液化することができるので、液化処理を行った後で収容部４０から除去することが好ましい。 Through the above steps, concentrated liquid UFB2, which is an ultra-fine bubble concentrated liquid, is obtained. The coagulated film 31 remaining in the storage section 40 can be easily liquefied, for example, by heating, so it is preferable to remove it from the storage section 40 after the liquefaction process.

なお、本実施の形態の場合、図５に示すように、液体３０を攪拌しながら流体１１を選択的に凝固させる必要があるので、凝固膜３１の厚さが極端に厚くなると、攪拌羽５２および回転軸５１の回転動作に凝固膜３１が干渉する場合がある。したがって、凝固膜３１の厚さが攪拌羽５２および回転軸５１に接触する程厚くなる前に濃縮工程を完了し、分離工程を行った後で凝固膜３１を除去することが好ましい。 In the present embodiment, as shown in FIG. 5, it is necessary to selectively solidify the fluid 11 while stirring the liquid 30, so if the thickness of the solidified film 31 becomes extremely thick, the solidified film 31 may interfere with the rotational motion of the stirring blade 52 and the rotating shaft 51. Therefore, it is preferable to complete the concentration process before the thickness of the solidified film 31 becomes thick enough to come into contact with the stirring blade 52 and the rotating shaft 51, and to remove the solidified film 31 after the separation process.

濃縮液ＵＦＢ２よりもさらに高い濃縮率のウルトラファインバブル濃縮液が必要な場合には、図６に示す濃縮液ＵＦＢ２を図３に示す第１液ＵＦＢ１と見做して、図２に示す濃縮工程および分離工程を繰り返し行うことが好ましい。濃縮工程において形成される凝固膜３１の体積、および図２に示す濃縮工程および分離工程を繰り返し行う回数を制御することにより、得られるウルトラファインバブル濃縮液におけるウルトラファインバブルの数密度を制御することができる。 When an ultra-fine bubble concentrate with a higher concentration rate than that of concentrate UFB2 is required, it is preferable to regard concentrate UFB2 shown in FIG. 6 as the first liquid UFB1 shown in FIG. 3 and repeat the concentration and separation steps shown in FIG. 2. By controlling the volume of the solidified film 31 formed in the concentration step and the number of times that the concentration and separation steps shown in FIG. 2 are repeated, the number density of ultra-fine bubbles in the obtained ultra-fine bubble concentrate can be controlled.

＜揮発性物質を含む変形例＞
次に、本実施の形態のウルトラファインバブル濃縮液の製造方法を適用して特に有効な使用例について説明する。図７は、図３に対する変形例である第１液を示す断面図である。 Variations including Volatile Materials
Next, a particularly effective example of the application of the method for producing an ultra-fine bubble concentrate according to the present embodiment will be described. Fig. 7 is a cross-sectional view showing the first liquid, which is a modification of Fig. 3.

図７に示す第１液ＵＦＢ３は、液体３０内に、流体１１の他、流体１１よりも沸点が低い揮発性物質１２が溶存している点で、図３に示す第１液ＵＦＢ１と相違する。揮発性物質１２は、流体１１よりも揮発性が高い物質であり、例えばフレーバーである。上記したように、本実施の形態のウルトラファインバブル濃縮液の製造方法は、加熱プロセスを用いずに、ウルトラファインバブル液を濃縮することができるので、フレーバーなどの揮発性物質１２を含む液体３０の濃縮に用いて特に有効である。 The first liquid UFB3 shown in FIG. 7 differs from the first liquid UFB1 shown in FIG. 3 in that in addition to the fluid 11, a volatile substance 12 with a boiling point lower than that of the fluid 11 is dissolved in the liquid 30. The volatile substance 12 is a substance with a higher volatility than the fluid 11, such as a flavor. As described above, the method for producing an ultra-fine bubble concentrate according to this embodiment can concentrate the ultra-fine bubble liquid without using a heating process, and is therefore particularly effective when used to concentrate a liquid 30 containing a volatile substance 12 such as a flavor.

なお、所定の数密度に濃縮されたウルトラファインバブル濃縮液に添加物質として揮発性物質１２を添加する方法の場合、濃縮工程に加熱プロセスを含めることもできる。ただし、ウルトラファインバブルの数密度が高くなる程、液体中に存在するウルトラファインバブル同士が凝集する可能性が高くなる。このため、添加物質を添加してウルトラファインバブル濃縮液中に溶け込ませる作業中に液体中に存在するウルトラファインバブル同士が凝集する可能性が高くなる。したがって、作業の容易性の観点からは、添加物質として揮発性物質１２を添加する場合であっても、濃縮前の第１液ＵＦＢ３の段階で揮発性物質を添加できる本実施の形態の方法は有利である。また、本実施の形態の方法の場合、例えば、液体３０に果汁が含まれる場合など、原料にフレーバー成分が含まれている場合でも、フレーバーの揮発を抑制することができる。 In the case of the method of adding the volatile substance 12 as an additive to the ultra-fine bubble concentrate concentrated to a predetermined number density, the concentration step can also include a heating process. However, the higher the number density of the ultra-fine bubbles, the higher the possibility that the ultra-fine bubbles present in the liquid will aggregate with each other. Therefore, the possibility that the ultra-fine bubbles present in the liquid will aggregate with each other during the process of adding the additive and dissolving it in the ultra-fine bubble concentrate increases. Therefore, from the viewpoint of ease of operation, even when the volatile substance 12 is added as an additive, the method of this embodiment, which can add the volatile substance at the stage of the first liquid UFB3 before concentration, is advantageous. In addition, in the case of the method of this embodiment, the evaporation of the flavor can be suppressed even when the raw material contains flavor components, for example, when the liquid 30 contains fruit juice.

図７に示す第１液ＵＦＢ３を用いた場合でも、図２～図６を用いて説明した方法と同様の方法で揮発性物質１２を含む第１液ＵＦＢ１におけるウルトラファインバブルの数密度を濃縮することができる。 Even when the first liquid UFB3 shown in FIG. 7 is used, the number density of ultra-fine bubbles in the first liquid UFB1 containing the volatile substance 12 can be concentrated in a manner similar to that described using FIG. 2 to FIG. 6.

濃縮工程では、図５に示す流体１１中に揮発性物質１２（図７参照）が溶存した状態で凝固膜３１が形成されるが、揮発性物質１２は、流体１１と比較して凝固点が低いので、揮発性物質１２の成分は凝固膜３１に含まれにくい。この結果、揮発性物質１２は凝固膜３１に取り込まれ難いので、残った濃縮液ＵＦＢ２は、ウルトラファインバブルである気泡２１Ａと揮発性物質１２とが濃縮された状態となる。 In the concentration process, a solidified film 31 is formed with the volatile substance 12 (see FIG. 7) dissolved in the fluid 11 shown in FIG. 5. However, since the volatile substance 12 has a lower freezing point than the fluid 11, the components of the volatile substance 12 are not easily contained in the solidified film 31. As a result, the volatile substance 12 is not easily taken up into the solidified film 31, and the remaining concentrated liquid UFB2 is in a state where the ultra-fine bubbles 21A and the volatile substance 12 are concentrated.

＜濃縮装置の変形例＞
次に、図４および図５に示す濃縮装置１００に対する変形例について説明する。図８は、図４に示す濃縮装置に対する変形例である濃縮装置の収容部内に、図７に示す濃縮処理前のウルトラファインバブル液を濃縮装置の容器内に供給した状態を模式的に示す断面図である。図９は、図８に示す濃縮装置の攪拌機構部と冷却機構部とを同時に動作させることにより、収容部内に流体の一部が凝固膜として形成された状態を模式的に示す断面図である。なお、本セクションで説明する濃縮装置１０１（図８参照）を用いてウルトラファインバブル濃縮液の製造方法の工程フローは、図２に示す内容と同様である。したがって、以下では必要に応じて図２を参照しながら説明する。 <Modification of the concentrator>
Next, modified examples of the concentrating device 100 shown in Figures 4 and 5 will be described. Figure 8 is a cross-sectional view showing a state in which the ultra-fine bubble liquid before the concentration process shown in Figure 7 is supplied into the container of a concentrating device, which is a modified example of the concentrating device shown in Figure 4, in the container of the concentrating device. Figure 9 is a cross-sectional view showing a state in which a part of the fluid is formed as a solidified film in the container by simultaneously operating the stirring mechanism and the cooling mechanism of the concentrating device shown in Figure 8. The process flow of the method for producing ultra-fine bubble concentrate using the concentrating device 101 (see Figure 8) described in this section is the same as that shown in Figure 2. Therefore, the following description will be given with reference to Figure 2 as necessary.

図２に示す第１液準備工程は、既に説明した通りなので、重複する説明は省略する。本変形例における第１液準備工程で準備する第１液は、図３に示す第１液ＵＦＢ１でもよいし、図７に示す第１液ＵＦＢ３のように、液体３０が揮発性物質１２を含んでいてもよい。以下の説明では、代表例として図７に示す第１液ＵＦＢ３を用いた例を取り上げて説明する。 The first liquid preparation process shown in FIG. 2 has already been described, so a duplicated description will be omitted. The first liquid prepared in the first liquid preparation process in this modified example may be the first liquid UFB1 shown in FIG. 3, or may be the first liquid UFB3 shown in FIG. 7, in which the liquid 30 contains a volatile substance 12. In the following description, an example using the first liquid UFB3 shown in FIG. 7 will be taken up as a representative example.

図２に示す濃縮工程では、第１液ＵＦＢ３を攪拌しながら冷却することにより、流体１１を選択的に凝固させる。本変形例の濃縮工程は、例えば図８に示す濃縮装置１０１により実施される。ウルトラファインバブル液の濃縮装置１０１は、第１液ＵＦＢ１を収容するための収容部４０と、収容部４０内の第１液ＵＦＢ１を攪拌することが可能な攪拌機構部５０と、収容部４０内の第１液ＵＦＢ１を冷却することが可能な冷却機構部６０と、を備えている。この点は、図４に示す濃縮装置１００と同様である。 In the concentration process shown in FIG. 2, the first liquid UFB3 is cooled while being stirred, thereby selectively solidifying the fluid 11. The concentration process of this modified example is carried out, for example, by a concentration device 101 shown in FIG. 8. The ultra-fine bubble liquid concentration device 101 includes a storage section 40 for storing the first liquid UFB1, a stirring mechanism section 50 capable of stirring the first liquid UFB1 in the storage section 40, and a cooling mechanism section 60 capable of cooling the first liquid UFB1 in the storage section 40. In this respect, it is similar to the concentration device 100 shown in FIG. 4.

図８に示す変形例である濃縮装置１０１は、以下の点で図４に示す濃縮装置１００と相違する。濃縮装置１０１が備える収容部４５の底面４６ｂは、丸底になっており、側面との境界がない。濃縮工程では、底面４６ｂを含む収容部４５の内面４６に流体１１から成る凝固膜３１（図９参照）が形成される。言い換えれば、濃縮工程において凝固膜３１が成膜される収容部４５の内面４６は、曲面である。また、濃縮装置１０１の攪拌機構部５０は、収容部４５が回転軸（第１回転軸）ＶＬ２を中心に回転するように駆動することが可能な状態で収容部４５に接続されるモータ（駆動部）５３を備えている。濃縮工程では、収容部４５の一部分（底面４６ｂ）が冷却機構部６０に冷却された状態で、収容部４５自身が回転することにより、収容部４５内の第１液ＵＦＢ３が攪拌される。 The concentrating device 101, which is a modified example shown in FIG. 8, differs from the concentrating device 100 shown in FIG. 4 in the following respects. The bottom surface 46b of the storage section 45 provided in the concentrating device 101 is rounded and has no boundary with the side surface. In the concentration process, a solidified film 31 (see FIG. 9) made of the fluid 11 is formed on the inner surface 46 of the storage section 45, including the bottom surface 46b. In other words, the inner surface 46 of the storage section 45 on which the solidified film 31 is formed in the concentration process is a curved surface. In addition, the stirring mechanism section 50 of the concentrating device 101 is equipped with a motor (driving section) 53 connected to the storage section 45 in a state in which the storage section 45 can be driven to rotate around the rotation axis (first rotation axis) VL2. In the concentration process, the first liquid UFB3 in the storage section 45 is stirred by the storage section 45 itself rotating while a part (bottom surface 46b) of the storage section 45 is cooled by the cooling mechanism section 60.

濃縮装置１０１の冷却機構部６０は、収容部４０の周囲に配置される冷媒６１と、冷媒６１を収容する浴槽６２と、を備えている。また、図８に示す例では、浴槽６２には、冷媒６１の供給口６２Ａおよび冷媒６１の排出口６２Ｂが設けられている。供給口６２Ａから供給された冷媒６１は、浴槽６２内で対流し、排出口６２Ｂから排出される。冷却機構部６０に関しては、図４に示す濃縮装置１００と同様である。 The cooling mechanism 60 of the concentrating device 101 includes a refrigerant 61 arranged around the storage section 40, and a bathtub 62 that contains the refrigerant 61. In the example shown in FIG. 8, the bathtub 62 is provided with a supply port 62A for the refrigerant 61 and an outlet 62B for the refrigerant 61. The refrigerant 61 supplied from the supply port 62A convects in the bathtub 62 and is discharged from the outlet 62B. The cooling mechanism 60 is the same as that of the concentrating device 100 shown in FIG. 4.

浴槽６２内に充填された冷媒６１は、例えば０℃以下において凝固しない液体（不凍液と呼ばれる液体）であって、０℃未満の温度に冷却されている。例えば冷媒６１の温度は、－２０℃から－２５℃程度に設定することができる。収容部４５は、少なくともその一部分が浴槽６２内の冷媒６１に浸漬されている。これにより、収容部４５を介して収容部４５内の第１液ＵＦＢ３が冷却される。また、モータ５３を駆動させることにより、収容部４５自身が回転軸ＶＬ２を回転中心として回転動作する。収容部４５内に入っている第１液ＵＦＢ３は、収容部４５の回転動作に伴って収容部４５内で動き、攪拌される。 The refrigerant 61 filled in the bath 62 is a liquid that does not solidify at, for example, 0°C or below (a liquid called antifreeze), and is cooled to a temperature below 0°C. For example, the temperature of the refrigerant 61 can be set to approximately -20°C to -25°C. At least a portion of the storage unit 45 is immersed in the refrigerant 61 in the bath 62. This causes the first liquid UFB3 in the storage unit 45 to be cooled via the storage unit 45. In addition, by driving the motor 53, the storage unit 45 itself rotates around the rotation axis VL2. The first liquid UFB3 contained in the storage unit 45 moves and is stirred within the storage unit 45 as the storage unit 45 rotates.

図８に示す濃縮装置１０１の場合、攪拌機構部５０と冷却機構部６０とを同時に動作させることにより、第１液ＵＦＢ３を攪拌しながら冷却することが実現される。収容部４５の回転動作の回転数は特に限定されないが、例えば、図４を用いて説明した例と同様に３００～６００ｒｐｍ程度の回転速度で回転させる方法を例示できる。 In the case of the concentrating device 101 shown in FIG. 8, the first liquid UFB3 is cooled while being stirred by simultaneously operating the stirring mechanism 50 and the cooling mechanism 60. The rotation speed of the rotating operation of the storage section 45 is not particularly limited, but an example of a method in which the storage section 45 is rotated at a rotation speed of about 300 to 600 rpm can be mentioned, as in the example described using FIG. 4.

第１液ＵＦＢ１は、収容部４５を介して冷媒６１の冷熱により冷却される。このため、収容部４５の内面４６には流体１１が選択的に凝固することにより成膜される凝固膜３１が形成される点は、図５を用いて説明した例と同様である。冷媒６１の温度は、流体２１の凝縮点よりも高い温度に設定されているので、流体２１は液化せず、気体状態のまま残った液体３０内に存在し続ける。また、本変形例においても、流体１１、揮発性物質１２、および流体２１を含む第１液ＵＦＢ３（図８参照）を継続的に攪拌しながら、液体３０の一部分を徐々に凝固させる。このため、第１液ＵＦＢ３を瞬間的に凝固させる場合と比較して気泡２１Ａが凝固膜３１内に閉じ込められにくい。また、流体１１の物質から成る凝固膜３１が形成された場合、凝固膜３１に対する濡れ性は、流体１１の方が流体２１よりも高い。この凝固膜３１に対する濡れ性の差に起因して、気泡２１Ａは凝固膜３１に付着し難いので、結果として凝固膜３１は流体１１の膜として成長し易い。このため、本実施の形態の濃縮工程によれば、流体１１を選択的に凝固させることができる。 The first liquid UFB1 is cooled by the cold of the refrigerant 61 through the storage section 45. Therefore, the solidified film 31 formed by selectively solidifying the fluid 11 on the inner surface 46 of the storage section 45 is the same as the example described using FIG. 5. Since the temperature of the refrigerant 61 is set to a temperature higher than the condensation point of the fluid 21, the fluid 21 does not liquefy and continues to exist in the liquid 30 remaining in a gaseous state. Also, in this modified example, a part of the liquid 30 is gradually solidified while continuously stirring the first liquid UFB3 (see FIG. 8) containing the fluid 11, the volatile substance 12, and the fluid 21. Therefore, compared to the case where the first liquid UFB3 is instantaneously solidified, the air bubbles 21A are less likely to be trapped in the solidified film 31. Also, when the solidified film 31 made of the material of the fluid 11 is formed, the wettability of the fluid 11 to the solidified film 31 is higher than that of the fluid 21. Due to this difference in wettability with respect to the coagulated film 31, the bubbles 21A are less likely to adhere to the coagulated film 31, and as a result, the coagulated film 31 is more likely to grow as a film of the fluid 11. Therefore, according to the concentration process of this embodiment, the fluid 11 can be selectively coagulated.

図４および図５を用いて説明した例と同様に、本変形例の場合にも、流体１１を選択的に凝固させることができる。この結果、図９に示す残った液体３０内に含まれる気泡２１Ａの数密度（第２の数密度）は、図７に示す第１液ＵＦＢ３に含まれる気泡２１Ａの数密度（第１の数密度）よりも多い。すなわち、本実施の形態の濃縮工程により、ウルトラファインバブルである気泡２１Ａの数密度が濃縮された、濃縮液ＵＦＢ４が得られる。濃縮液ＵＦＢ４は、ウルトラファインバブルの数密度が図７に示す第１液ＵＦＢ３と比較して濃縮された、ウルトラファインバブル濃縮液である。 As in the example described with reference to Figs. 4 and 5, in the case of this modified example, the fluid 11 can be selectively solidified. As a result, the number density (second number density) of the bubbles 21A contained in the remaining liquid 30 shown in Fig. 9 is greater than the number density (first number density) of the bubbles 21A contained in the first liquid UFB3 shown in Fig. 7. That is, the concentration process of this embodiment produces a concentrated liquid UFB4 in which the number density of the bubbles 21A, which are ultra-fine bubbles, is concentrated. The concentrated liquid UFB4 is an ultra-fine bubble concentrated liquid in which the number density of ultra-fine bubbles is concentrated compared to the first liquid UFB3 shown in Fig. 7.

また、本変形例の場合、収容部４５自身が回転動作するため、収容部４５の内面４６は、広範囲が冷却される。収容部４５の内面４６の底面４６ｂを含む部分に凝固膜３１が形成される点は、図５を用いて説明した例と同様である。ただし、本変形例の場合、内面４６のうち、凝固膜３１が形成される部分の面積が図５に示す例よりも広い。 In addition, in the case of this modified example, the storage section 45 itself rotates, so that a wide area of the inner surface 46 of the storage section 45 is cooled. The fact that the solidified film 31 is formed on the portion of the inner surface 46 of the storage section 45, including the bottom surface 46b, is the same as in the example described using FIG. 5. However, in the case of this modified example, the area of the portion of the inner surface 46 where the solidified film 31 is formed is larger than in the example shown in FIG. 5.

特に、図８に示す例の場合、回転軸ＶＬ２は、収容部４５内で静止した時の第１液ＵＦＢ３の液面ＵＦＢｔに対して９０度未満の角度で傾斜している。図８に示す例では、回転軸ＶＬ２は、収容部４５内で静止した時の第１液ＵＦＢ３の液面ＵＦＢｔに対して約３０度の角度で傾斜している。この場合、収容部４５のうち、冷媒６１内に浸漬される部分の面積が大きくなるので、凝固膜３１が形成される部分の面積をより大きくすることができる。本変形例のように、凝固膜３１が成膜される部分の面積を大きくできれば、１回の濃縮工程での濃縮効率を向上させることができる。 In particular, in the example shown in FIG. 8, the rotation axis VL2 is inclined at an angle of less than 90 degrees with respect to the liquid level UFBt of the first liquid UFB3 when stationary in the storage section 45. In the example shown in FIG. 8, the rotation axis VL2 is inclined at an angle of approximately 30 degrees with respect to the liquid level UFBt of the first liquid UFB3 when stationary in the storage section 45. In this case, the area of the portion of the storage section 45 that is immersed in the refrigerant 61 is increased, so the area of the portion where the coagulated film 31 is formed can be made larger. If the area of the portion where the coagulated film 31 is formed can be increased as in this modified example, the concentration efficiency in one concentration process can be improved.

図２に示す分離工程は、図６を用いて説明した実施態様において、収容部４０として記載した部分を収容部４５に置き換えて適用することができる。このため、重複する説明は省略する。 The separation process shown in FIG. 2 can be applied by replacing the portion described as storage section 40 in the embodiment described using FIG. 6 with storage section 45. For this reason, duplicated explanations will be omitted.

以上の各工程により、ウルトラファインバブル濃縮液である濃縮液ＵＦＢ４が得られる。収容部４５内に残った凝固膜３１は、例えば加熱することにより簡単に液化することができるので、液化処理を行った後で収容部４５から除去することが好ましい。 Through the above steps, concentrated liquid UFB4, which is an ultra-fine bubble concentrated liquid, is obtained. The coagulated film 31 remaining in the storage section 45 can be easily liquefied, for example, by heating, so it is preferable to remove it from the storage section 45 after the liquefaction process.

なお、本変形例の場合、図９に示すように、収容部４５の回転により液体３０を攪拌するので、図５を用いて説明した濃縮装置１００のように凝固膜３１と攪拌羽５２とが接触する懸念がない。したがって、残留する凝固膜３１を取り除かない状態で、次の濃縮工程を実施することもできる。言い換えれば、本変形例の場合、濃縮液ＵＦＢ４よりもさらに高い濃縮率のウルトラファインバブル濃縮液が必要な場合には、濃縮工程の時間を制御することにより得られるウルトラファインバブル濃縮液におけるウルトラファインバブルの数密度を制御することができる。また、変形例として分離工程を実施する前に濃縮工程を複数回繰り返して行うことができる。この変形例については後述する。 In this modified example, as shown in FIG. 9, the liquid 30 is agitated by the rotation of the container 45, so there is no risk of the coagulated film 31 coming into contact with the agitating blades 52 as in the concentrating device 100 described with reference to FIG. 5. Therefore, the next concentration step can be carried out without removing the remaining coagulated film 31. In other words, in this modified example, when an ultra-fine bubble concentrate with a higher concentration rate than the concentrate UFB4 is required, the number density of ultra-fine bubbles in the ultra-fine bubble concentrate obtained can be controlled by controlling the time of the concentration step. As a modified example, the concentration step can be repeated multiple times before carrying out the separation step. This modified example will be described later.

＜濃縮工程の変形例＞
次に、図２に示す濃縮工程の変形例について説明する。図１０は、図２に示すフローに対する変形例を示す説明図である。図１１は、図１０に示す第１液追加工程の後の状態を示す断面図である。図１２は、図１０に示す第２濃縮工程の後の状態を示す断面図である。図１０に示すウルトラファインバブル濃縮液の製造方法は、濃縮工程が図２に示すウルトラファインバブル濃縮液の製造方法と相違する。図１０に示すウルトラファインバブル濃縮液の製造方法は、濃縮工程が、第１濃縮工程と、第１液追加工程と、第２濃縮工程と、を含んでいる。 <Modification of the concentration step>
Next, a modified example of the concentrating step shown in Fig. 2 will be described. Fig. 10 is an explanatory diagram showing a modified example of the flow shown in Fig. 2. Fig. 11 is a cross-sectional view showing the state after the first liquid adding step shown in Fig. 10. Fig. 12 is a cross-sectional view showing the state after the second concentrating step shown in Fig. 10. The manufacturing method of ultra-fine bubble concentrate shown in Fig. 10 differs from the manufacturing method of ultra-fine bubble concentrate shown in Fig. 2 in the concentrating step. In the manufacturing method of ultra-fine bubble concentrate shown in Fig. 10, the concentrating step includes a first concentrating step, a first liquid adding step, and a second concentrating step.

本変形例の場合、図３に示す第１液ＵＦＢ１または図７に示す第１液ＵＦＢ３を準備する。本変形例の場合、図２に示す方法と比較して多量のウルトラファインバブル濃縮液を製造できるので、第１液ＵＦＢ１またはＵＦＢ３もこれに応じて多量に準備する。図１０に示す製造方法は、図３～図５を用いて説明した実施態様と、図７～図９を用いて説明した実施態様のいずれの場合でも適用可能である。以下では代表例として、図７～図９を用いて説明した例に適用した場合を取り上げて説明する。 In this modified example, the first liquid UFB1 shown in FIG. 3 or the first liquid UFB3 shown in FIG. 7 is prepared. In this modified example, a larger amount of ultra-fine bubble concentrate can be produced compared to the method shown in FIG. 2, so a correspondingly larger amount of the first liquid UFB1 or UFB3 is prepared. The manufacturing method shown in FIG. 10 can be applied to both the embodiment described using FIG. 3 to FIG. 5 and the embodiment described using FIG. 7 to FIG. 9. Below, we will explain the case where the method is applied to the example described using FIG. 7 to FIG. 9 as a representative example.

第１濃縮工程は、図７に示す第１液ＵＦＢ３の一部が図８に示す収容部４５に収容された状態で、第１液ＵＦＢ３の一部（収容部４５に入っている分）を攪拌しながら冷却することにより第１液ＵＦＢ３の一部（収容部４５に入っている分）に含まれる流体１１を選択的に凝固させて濃縮液ＵＦＢ４（図９参照）を得る工程である。本工程での処理は、図８および図９を用いて説明した濃縮工程と同様なので重複する説明は省略する。本変形例の場合、第１濃縮工程は、濃縮工程の途中段階なので、濃縮液ＵＦＢ４は、最終的に得られる製品ではなく、中間製品である。 The first concentration step is a step in which, with a portion of the first liquid UFB3 shown in FIG. 7 contained in the storage section 45 shown in FIG. 8, the portion of the first liquid UFB3 (the portion contained in the storage section 45) is cooled while being stirred to selectively solidify the fluid 11 contained in the portion of the first liquid UFB3 (the portion contained in the storage section 45) to obtain a concentrated liquid UFB4 (see FIG. 9). The processing in this step is similar to the concentration step described using FIG. 8 and FIG. 9, so a duplicated description will be omitted. In the case of this modified example, the first concentration step is an intermediate stage of the concentration step, so the concentrated liquid UFB4 is not the final product but an intermediate product.

第１液追加工程は、第１濃縮工程の後、収容部４５内に図７に示す第１液ＵＦＢ３の他の一部を供給し、図１１に示す第２液ＵＦＢ５をとする工程である。第１液追加工程は、収容部４５内に図９に示す濃縮液ＵＦＢ４が残った状態で行う。このため、濃縮液ＵＦＢ４は希釈されるが、図１１に示す第２液ＵＦＢ５におけるウルトラファインバブルの数密度は、図７に示す第１液ＵＦＢ３におけるウルトラファインバブルの数密度より高い。 The first liquid addition process is a process in which, after the first concentration process, another part of the first liquid UFB3 shown in FIG. 7 is supplied into the storage section 45 to produce the second liquid UFB5 shown in FIG. 11. The first liquid addition process is performed while the concentrated liquid UFB4 shown in FIG. 9 remains in the storage section 45. As a result, the concentrated liquid UFB4 is diluted, but the number density of ultra-fine bubbles in the second liquid UFB5 shown in FIG. 11 is higher than the number density of ultra-fine bubbles in the first liquid UFB3 shown in FIG. 7.

第２濃縮工程は、第１液追加工程の後、図１１に示す第２液ＵＦＢ５が収容部４５に収容された状態で、第２液ＵＦＢ５を攪拌しながら冷却することにより、第２液ＵＦＢ５に含まれる流体１１を選択的に凝固させ、図１２に示す濃縮液ＵＦＢ６を得る。 In the second concentration step, after the first liquid addition step, the second liquid UFB5 shown in FIG. 11 is stored in the storage section 45, and the second liquid UFB5 is cooled while being stirred, thereby selectively solidifying the fluid 11 contained in the second liquid UFB5, and obtaining the concentrated liquid UFB6 shown in FIG. 12.

図１０に示す分離工程は、図６を用いて説明した実施態様において、収容部４０として記載した部分を収容部４５に置き換えて適用することができる。このため、重複する説明は省略する。 The separation process shown in FIG. 10 can be applied by replacing the portion described as storage section 40 in the embodiment described using FIG. 6 with storage section 45. For this reason, duplicated explanations will be omitted.

本変形例のように、濃縮工程において、濃縮処理を複数回に行うことにより、第１液ＵＦＢ３を一度に濃縮する方法と比較して、最終的に得られるウルトラファインバブル濃縮液におけるウルトラファインバブルの数密度を高くすることができる。 In this modified example, by performing the concentration process multiple times, the number density of ultra-fine bubbles in the final ultra-fine bubble concentrate can be increased compared to a method in which the first liquid UFB3 is concentrated all at once.

なお、図１０では、第１液準備工程と分離工程との間に、２回の濃縮工程を含む実施態様について説明した。ただし、第１液準備工程と分離工程との間に含まれる濃縮工程の回数は２回には限定されず、３回以上の場合もある。 In FIG. 10, an embodiment including two concentration steps between the first liquid preparation step and the separation step has been described. However, the number of concentration steps between the first liquid preparation step and the separation step is not limited to two, and may be three or more.

また、本変形例では、図７～図９を用いて説明した実施態様の変形例として説明したが、図３～図６を用いて説明した例の変形例として適用することもできる。ただし、図５に示す濃縮装置１００の場合、攪拌羽５２に凝固膜３１が接触してしまった場合には、十分な攪拌処理を行うことが困難になる。一方、図８に示す濃縮装置１０１の場合、収容部４５内には攪拌のための部材が配置されないので、濃縮装置１００のような制約がない。このため、収容部４５の容量を有効に活用できるという点では、図８に示す濃縮装置１０１に本変形例を適用することが特に有効である。 In addition, although this modified example has been described as a modified example of the embodiment described using Figures 7 to 9, it can also be applied as a modified example of the example described using Figures 3 to 6. However, in the case of the concentrating device 100 shown in Figure 5, if the coagulated film 31 comes into contact with the stirring blade 52, it becomes difficult to perform a sufficient stirring process. On the other hand, in the case of the concentrating device 101 shown in Figure 8, since no stirring members are arranged in the storage section 45, there are no constraints like those of the concentrating device 100. For this reason, it is particularly effective to apply this modified example to the concentrating device 101 shown in Figure 8 in terms of being able to effectively utilize the capacity of the storage section 45.

また、本変形例に対する応用として、以下のような変形例が考えられる。すなわち、図１０に示すフローにおいて、濃縮工程が始まる前に、収容部４５の内面４６に流体１１の凝固物から成る凝固膜３１を形成しておく方法がある。例えば、液体３０に流体１１以外の複数の材料が含まれている場合、複数の材料の一部の凝固点が流体１１の凝固点に近い場合、濃縮工程においてその物質が凝固膜３１に含まれてしまう場合がある。 In addition, the following modification can be considered as an application of this modification. That is, in the flow shown in FIG. 10, there is a method in which a solidified film 31 made of a solidified product of the fluid 11 is formed on the inner surface 46 of the storage section 45 before the concentration process begins. For example, if the liquid 30 contains multiple materials other than the fluid 11, and if the freezing point of some of the multiple materials is close to the freezing point of the fluid 11, the substance may be included in the solidified film 31 during the concentration process.

濃縮工程が始まる前に、収容部４５の内面４６に流体１１の凝固物から成る凝固膜３１が予め形成されている場合、液体３０のうち、流体１１に対する濡れ性が特に高くなるので、凝固し易い物質が液体３０に含まれている場合でも、流体１１を選択的に凝固させやすくなる。 If a solidified film 31 consisting of a solidified product of the fluid 11 is formed on the inner surface 46 of the storage section 45 before the concentration process begins, the wettability of the liquid 30 with respect to the fluid 11 is particularly high, so that even if the liquid 30 contains a substance that is easily solidified, the fluid 11 can be easily solidified selectively.

また、この変形例は、図２に示す製造フローおよび図３～図６を用いて説明した製造フローでも適用できる。すなわち、図５に示す濃縮装置において、収容部４０の内面４１に流体１１の凝固物から成る凝固膜３１が予め形成されている場合、液体３０のうち、流体１１に対する濡れ性が特に高くなるので、凝固し易い物質が液体３０に含まれている場合でも、流体１１を選択的に凝固させやすくなる。 This modified example can also be applied to the manufacturing flow shown in FIG. 2 and the manufacturing flow described using FIGS. 3 to 6. That is, in the concentrating device shown in FIG. 5, when a coagulated film 31 made of a coagulated material of the fluid 11 is formed in advance on the inner surface 41 of the storage section 40, the wettability of the fluid 11 among the liquids 30 is particularly high, so that even if the liquid 30 contains a substance that is easily coagulated, the fluid 11 can be easily selectively coagulated.

本発明は前記実施の形態および実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変更可能である。例えば、上記では、第２流体として空気を用い、第１流体として水を用いた例、および第１流体にフレーバーが添加された例を取り上げて説明したが、非凝縮性流体および凝縮性流体には種々の変形例を適用可能である。第２流体として、例えば、窒素や希ガスなどの不活性ガス、あるいはオゾンなどのラジカルな分子を備える流体を用いることができる。また第１流体として、例えば、燃料系の油や食品系の油を例示することができる。また例えば、上記では、種々の変形例について説明したが、実施態様の一部分を他の実施態様と組み合わせて適用することができる。 The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment and examples, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, the above description has been given of an example in which air is used as the second fluid, water is used as the first fluid, and a flavor is added to the first fluid, but various modifications can be applied to the non-condensable fluid and the condensable fluid. For example, the second fluid can be an inert gas such as nitrogen or a rare gas, or a fluid having radical molecules such as ozone. For example, the first fluid can be fuel-based oil or food-based oil. For example, the above description has been given of various modifications, but a part of the embodiment can be combined with another embodiment.

本発明は、様々な産業分野で活用されているウルトラファインバブル液に利用可能である。 This invention can be used for ultra-fine bubble liquids that are used in a variety of industrial fields.

１０：液体、１０ｔ，ＵＦＢｔ：液面、１１：流体（第１流体）、１２：揮発性物質、２０：気泡、２０Ａ：ウルトラファインバブル、２０Ｂ：非ウルトラファインバブル、２１：流体（第２流体）、２１Ａ：気泡、３０：液体、３１：凝固膜、４０，４５：収容部、４１，４６：内面、４１ｂ，４６ｂ：底面、４１ｓ：側面、５０：攪拌機構部、５１：回転軸、５２：攪拌羽、５３：モータ（駆動部）、６０：冷却機構部、６１：冷媒、６２：浴槽、６２Ａ：供給口、６２Ｂ：排出口、１００，１０１：濃縮装置、Ｄ１，Ｄ２：気泡径、ＵＦＢ１，ＵＦＢ３：第１液、ＵＦＢ２、ＵＦＢ４、ＵＦＢ６：濃縮液、ＵＦＢ５：第２液ＶＬ１，ＶＬ２：回転軸 10: liquid, 10t, UFBt: liquid surface, 11: fluid (first fluid), 12: volatile substance, 20: bubbles, 20A: ultra-fine bubbles, 20B: non-ultra-fine bubbles, 21: fluid (second fluid), 21A: bubbles, 30: liquid, 31: coagulated film, 40, 45: container, 41, 46: inner surface, 41b, 46b: bottom surface, 41s: side surface, 50: Stirring mechanism, 51: Rotating shaft, 52: Stirring blade, 53: Motor (drive unit), 60: Cooling mechanism, 61: Refrigerant, 62: Bathtub, 62A: Supply port, 62B: Discharge port, 100, 101: Concentration device, D1, D2: Bubble diameter, UFB1, UFB3: First liquid, UFB2, UFB4, UFB6: Concentrated liquid, UFB5: Second liquid, VL1, VL2: Rotating shaft

Claims

(a) preparing a first liquid including a first fluid in a liquid state and a second fluid in a gaseous state, wherein gas bubbles of the second fluid having a diameter of less than 1 μm are mixed in the first fluid at a first number density;
(b) selectively solidifying the first fluid by cooling the first liquid with stirring;
(c) separating the first fluid solidified by the (b) step from a concentrated liquid in which the air bubbles of the second fluid are mixed in the unsolidified first fluid at a second number density higher than the first number density;
The method for producing an ultra-fine bubble concentrate comprises:

In claim 1,
The step (b) is carried out in an ultra-fine bubble liquid concentrating device,
The device for concentrating the ultra-fine bubble liquid comprises:
a container for containing the first liquid;
a stirring mechanism capable of stirring the first liquid in the container;
a cooling mechanism capable of cooling the first liquid in the container;
Equipped with
In the step (b), the solidified first fluid is formed as a solidified film on the inner surface of the container.

In claim 2,
The stirring mechanism of the concentration device is
A rotating shaft that rotates within the housing portion;
A stirring blade attached to the rotating shaft;
A motor that drives the rotating shaft;
The method for producing an ultra-fine bubble concentrate comprises the steps of:

In claim 2,
The inner surface of the container portion on which the solidified film is formed in the step (b) is a curved surface,
The stirring mechanism of the concentration device includes a drive unit connected to the storage unit in a state in which the storage unit can be driven to rotate around a first rotation axis,
In the step (b), a portion of the storage unit is cooled by the cooling mechanism, and the storage unit itself rotates, thereby stirring the first liquid in the storage unit.

The method for producing ultra-fine bubble concentrate according to claim 4, wherein the first rotation axis is inclined at an angle of less than 90 degrees with respect to the liquid surface of the first liquid when stationary in the storage section.

In claim 4,
The step (b) comprises:
(b1) selectively solidifying the first fluid contained in the first liquid by cooling the first liquid while stirring the first liquid in a state where the first liquid is contained in the container, thereby obtaining a first concentrated liquid;
(b2) after the step (b1), supplying another part of the first liquid to the first concentrated liquid in the storage section to obtain a second liquid;
(b3) after the step (b2), selectively solidifying the first fluid contained in the second liquid by cooling the second liquid while stirring it to obtain a second concentrated liquid;
The method for producing an ultra-fine bubble concentrate comprising the steps of:

In claim 1,
The method for producing an ultra-fine bubble concentrated liquid, wherein the first liquid contains dissolved therein a volatile substance having a boiling point lower than that of the first fluid.

In claim 2,
a first solidified film made of the solidified product of the first fluid is formed on the inner surface of the container before the start of the step (b).