Microwave
冷やしながらマイクロ波照射を行うと分解速度が 4 倍になる
液 体 試料
BPAと TiO2
紫外線を照 射
ファイバー式 温度計
冷媒
h
(
( ( MW33
化学反応におけるメリット
○均一反応
○短時間合成
○選択的合成
○省エネ効果
○反応器のコンパクト化
という特徴があるが、
化学反応系における効果は未解明
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マイクロ波加熱の応用分野
マイ ク ロ波 加 熱
食品分野 電子レンジ、解凍
木材分野 乾燥、加工、バイオエタノール生成のための前処理
医療分野
プラズマ分野 プラズマ励起
有機材料分野 ゴムの加硫、マイクロ波触媒反応
無機・金属材料分野 マイクロ波焼結、ナノ材料プロセス、高機能材料生成 材
料 分 野
局部加熱によるがん治療（ハイパーサーミア）
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マイクロ波加熱照射前処理による木質からのエタノール生産
木質バイオマスの構成模式図
発 酵 前
処 理
酵 素 糖 化
木質バイオマス
エタノールセルロース
ヘミセルロース
リグニン
邪 魔
リグニン（邪魔者）の被覆を壊してセルロース、
ヘミセルロースを露出させるのが
「前処理」
「前処理」は最重要課題
・他のバイオエタノール工程にはない
・高効率化、省エネルギー化、低コスト化 連続大量処理化 etc.
前処理に
マイクロ波
を使う三谷、渡辺、“木質バイオマスからのエタノール生産に向けたマイクロ波技術の貢献”、MWE 2009、SS-01-02、2009
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マイクロ波加熱装置の大型化の例
木質混合物 投入口
マイクロ波照射部
（3連式）
マイクロ波発生装置
（1.2kW出力×3台）
送り込みポンプ
＋攪拌機構
バイオエタノール生成に向けた木質バイオマス前処理のための
連続処理型マイクロ波照射加熱装置
マイクロ波による瓦礫中の有害物質迅速処理 — アスベスト飛散とダイオキシン発生防止 —
プロジェクトリーダー：
・篠原真毅 （京都大学 生存圏研究所 教授）
研究グループ
・ 樫村京一郎 （京都大学 生存圏研究所 特任助教）
・吉川昇（東北大学 環境科学研究科 准教授）
・堀越智（上智大学 物質生命理工学 准教授）
・佐藤元泰(中部大学 教授) 再委託
・日本スピンドル製造(株)
・(株) 日工
環境省環境研究総合推進費（委託費 ) (H24-H25)
1) マイクロ波加熱によるアスベスト無害化装置の 大規模化 (工学的解)
1日に数tonのアスベスト含有スレート瓦の処理
2) 分別度の低い瓦礫処理の問題点解決 (学術的解) マイクロ波 – アスベスト – 塩含有木質 の３重作用
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2012.12の写真 39 3) 高温防塵フィルター
1) 燃焼炉 2) ロータリーキルン 主要プロジェクトメンバー
非飛散性アスベストの処理結果 (2012.12)
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マイクロ 波処理
(a) マイクロ波処理前の瓦礫の顕微鏡写真 (b) 処理後の顕微鏡写真 １．アスベスト繊維の同定
アスベストの種類ごとに異なった染色液を使い、蛍光着色出来た繊維状の像を アスベストと認める。図(a)はクリソタイル(白石綿）に蛍光着色する顔料によって、
紫色に蛍光を発している状態を示しています。
２．この蛍光着色した繊維の内、アスペクト比（長さ/直径の比）が、3以上の繊維を 有害と見なす。法的にアスペクト比が3を下回ったものは無害となる。
３．約70視野を覗き、アスベストをカウントする。
分析の結果、実験前のスレート瓦のアスベスト含有量は 約12%、実験後の含有 量は0.07%と大幅に減少し、無害化に成功した。
マイクロ波製鉄の概念(1/2)
～還元反応による熱吸収量による弊害～
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マイクロ波製鉄の概念 (2/2)
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京都大学生存圏研究所 先進素材開発解析システム
(Analysis and Development System for Advanced Materials, ADAM)
A 高度マイクロ波加熱応用及び解析サブシステム 1. マイクロ波信号発生器 1台
2. 14GHz帯650W進行波管増幅器 1台 3. 2.45GHz帯1kWマグネトロン発振器 1台 4. 5.8GHz帯600Wマグネトロン発振器 1台 5. 800MHz～2.7GHz帯250W
GaN半導体増幅器 1台 6. アプリケータ 1台
7. スペクトラムアナライザ 1台
200kV FE-TEM 120kV TEM
高度マイクロ波加熱応用及び解析サブシステム
FT-ICR-MS
多周波マイクロ波加熱装置と材料分析装置の 複合研究装置 ( 世界唯一 )[ 全国共同利用 ]
B 超高分解能有機分析サブシステム 1. 質量分析機(FT-ICR-MS) 1台
C 高分解能多元構造解析システム 1.無機用電界放出形電子顕微鏡 (200kV FE-TEM) 1台
2. 有機用透過電子顕微鏡(120kV TEM) 1台
共同利用 募集中!!
生存圏実現のために
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