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期刊信息/Journal information
冷凍
日本冷冻空调学会
冷凍

日本冷冻空调学会

0034-3714

冷凍/Journal 冷凍
正式出版
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    特集にあたって

    Kiyoshi KAWAI川井清司
    1页
    查看更多>>摘要：我々は，水が0℃以下で結晶化する（凍る）ことを知っている．しかし，大気圧で生成する氷にも複数の結晶型が存在することはあまり知られていない．その専門分野以外での報告例が少ないためである．一方，水の結晶化挙動を理解するうえで，水溶液やその他の液体（有機溶媒，イオン液体など）が示す結晶化挙動は，我々に重要な知見を与えてくれる．特にイオン液体はアニオンとカチオンとの組み合わせによって親水領域が生じることが知られており，親水性の溶質を溶かす液体としての性質や結晶化挙動を水と比較しながら考えることができる．
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    1.氷I_h相中の水分子の再配向過程と不均一系試料中における欠陥導入による氷XI相の実現

    名越篤史
    5页
    查看更多>>摘要：一般的に我々のよく知る氷はローマ数字のI相であり，特に六方晶なのでhexagonalの頭文字hを添えてI_h相と呼ぶ．I相にはほかに立方晶（Cubic）であるI_c相があるが，超急冷したときなど特殊な環境以外ではできにくい．本稿では，氷I_h相中の水分子の向きが変わる再配向運動機構と，それによって低温で実現する11番目に発見された氷であるXI相について説明する．また，近年発見された，これまで知られている方法とは異なる新しいXI相の作り方についても紹介する．筆者が化学分野の出身であるため，説明が原子，分子を中心としたミクロな描写に偏ることに容赦願いたい．
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    2.水の結晶化の際に生じる準安定相の検討

    阿部周司梶原一人
    4页
    查看更多>>摘要：水の結晶相は圧力の相違により約10種類存在することが知られており，大気圧下で確認されている結晶相は，ヘキサゴナル相（I_h）とキュービック相（I_c）の2相である．そのうち，ヘキサゴナル相は安定相であり，キュービック相は準安定相である．一般的に大気圧下で生成される氷の結晶相はヘキサゴナル相であり，水分子の酸素原子によって形成される六角形は椅子型とボート型の2種類である．生成されたへキサゴナル相は水の平行凝固点以下で安定に保持される．一方，準安定相であるキュービック相は水分子の酸素原子により形成される六角形はすべて椅子型である．図1にへキサゴナル相とキュービック相の結晶構造を示す．キュービック相はバルクの水を冷却する方法やへキサゴナル相の氷を冷却する方法によって生成されることはない．しかし，水溶液をエマルジョンの状態で190Kまで冷却した際にはキュービック相を確認できたという報告や高圧化で安定な氷相から転移させることによって得られたという報告がある．また，これらの2相のエネルギーの差は13～50J/molときわめて小さい．
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    3.イオン液体の遅い秩序化

    渡辺啓介
    6页
    查看更多>>摘要：陽イオンと陰イオンからなる電解質の中で，常温で液体として存在するものを，イオン液体と呼ぶ．一般の電解質であるNaClとMgClの場合，融点はそれぞれ801℃と714℃であり，通常は700℃を超える．それゆえ，イオン液体は他の電解質とは一線を画す物質である．なぜそのような低い融点を持つのかについては，議論は尽きない．また，イオン液体は，融点が低いだけでなく，非常に低い蒸気圧という特徴があるため，大気を汚さない環境に優しい溶媒との認識から，“Green solvent”と呼ばれ，基礎と応用の両面から研究が進められている．
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    4.イオン液体の低温物性とタンパク質保護効果

    吉村幸浩竹清貴浩
    5页
    查看更多>>摘要：イオン液体（Ionic Liquid: IL）は，アニオンとカチオンのみから構成され，一般に100℃以下で液体状態を示す塩のことを指す．イオンのみからなるにもかかわらず液体であるため，その取扱いが容易であることから，図1に示すような様々な分野での利用を想定した研究が盛んになされている．イオン液体が持つ性質の特徴として，不揮発性，不燃性，熱安定性の高さ，高いイオン伝導性，幅広い溶質の溶解能，広い電位窓などがあり，水や有機溶媒に代わる新規な溶媒として注目されている．イオン液体が注目され始めた当初は，物性の特徴から，電池など電気化学デバイスなどへの応用へ向けた研究が盛んに行われた．その後の展開として，セルロースを穏和な条件下で溶解可能であることが見い出され，新たなバイオマス処理技術として，いわゆるグリーンサステイナブルケミストリー分野において，再利用可能な新規機能溶媒としての注目が集まっている．そのほか，ユニークなところでは，真空科学（イオン液体を電子顕微鏡観察の導電付与剤として使用）や高圧科学への応用がある．このような幅広い展開が可能であるのは，構成カチオンとアニオンの種類とその組み合わせを変えることにより，目的とする用途に合わせてベストなイオン液体を設計できるためである．そのため，デザイナー液体とも呼ばれる．イオン液体研究の初期段階からの研究の進展の詳細については，成書を参照されたい．
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    5.食品中の水の結晶化挙動

    川井清司
    5页
    查看更多>>摘要：水や水溶液を冷却すると，多かれ少なかれ過冷却した後，氷核が発生し，それが結晶へと成長（凍結）する．一方，食品や生物材料中の水は，親水性成分との相互作用や水が存在する空間·環境によって，より複雑な凍結挙動を示す．本稿では水，水溶液，食品中の水の凍結挙動について，筆者らの研究結果とともに概説する．水を代表とした液体の結晶化は核生成がトリガーとなる．一般に核生成頻度は低温になるほど（過冷却が深いほど）高まる（図1）．そのような環境で過冷却が解消すると，系中に発生する氷結晶の数が増加し，各々の成長は相対的に抑えられる．氷結晶のサイズが大きいと，食品組織に与える物理的損傷も高まるため，過冷却を維持することは，冷凍食品の品質を高めるうえで重要な要素といえる．しかし，核生成は確率的現象であるため，完全に制御することは難しい．
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    第4回 冷凍に関する高圧ガス関係の免状について

    木村勝之
    3页
    查看更多>>摘要：冷凍設備では．冷凍能力によって冷媒を大量に取扱うため，その冷媒が漏えいすると中毒や酸欠等により人体へ悪影響をもたらすことがある．そのため，ある数量以上の冷凍能力を持つ設備を保有している事業者には，高圧ガスの製造に係る保安に関する業務の管理を行う冷凍保安責任者とその代理者を選任し，都道府県知事へ届け出ることが高圧ガス保安法（以下，法という．）で定められている．この冷凍保安責任者とその代理者に選任されるためには，免状と実務経験が必要となる．このうち，免状の種類や取得方法等について，本稿で紹介する．
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    第26回：吸収冷凍機の冷媒および吸収溶液

    功刀能文
    4页
    查看更多>>摘要：講座「熱駆動サイクル技術の基礎と応用」は，2017年4月号から2019年4月号まで連載されました．このたび，その内容を補足する原稿が新たに寄稿されましたので，本号に掲載いたします．吸収冷凍機の冷媒には，自然界に存在し，温室効果のない水，アンモニアが使われる．水は蒸発潜熱が最大で，しかも安全であり，安価でもあることから，冷媒としては最適であり実績もあるが，以下は不可という致命的な欠点がある．ついで蒸発潜熱が大きいアンモニアは，0℃以下で使用できる実績があり有望であるが，有害性がある．
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    第27回：CaO/H_2O系化学蓄熱システムの開発

    伊藤幸夫
    5页
    查看更多>>摘要：カーボンニュートラルの実現に向けて，再生可能エネルギーの導入や設備省エネ化の取り組みが盛んになされている．一方で，加熱炉や溶解炉を有する工業分野においては，400℃以上の熱が未だに利用しきれていない．そこで，高温熱源を時間差で利用できる蓄熱技術として，CaO/H_2Oの化学反応に着目した．従来研究によると，CaOの粉末が繰り返し反応に伴って凝集して反応性が低下するため，これまで工業的な蓄熱技術としては利用されなかった．この課題を解決すべく新たなCaO/H_2O系化学蓄熱材を開発したので，それを用いた工場実証事例とあわせて紹介する．
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    三重大学工学部総合工学科機械工学コース熱エネルギーシステム研究室

    廣田真史丸山直樹西村顕
    4页
    查看更多>>摘要：三重大学は昭和24年に学芸学部（現教育学部）と農学部（現 生物資源学部）の2学部で発足し，工学部は昭和44年に設立された．現在はこの3学部に加えて医学部と人文学部の計5学部を擁する総合大学であり，約6000人の学部生と1100人の大学院生が県庁所在地である津市のキャンパスで学んでいる．このキャンパスは伊勢湾に面しており，「樹のみどり」，「海のみどり」，「空のみどり」という《三翠》の自然豊かな中に全学部が集まっている．
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