從德島站乘列車向北約30分鐘,德島縣鳴門市。開發(fā)出“超聲波霧化分離”技術(shù)的Nano Mist Technologies公司就落座在寧靜的田園風光之中。如果采用超聲波霧化分離,只需低成本、低能量,即可實現(xiàn)凈化廢液,分離濃縮藥液,濃縮酒精和溫泉成分等。
霧化的耗能低
Nano Mist Technologies在開發(fā)并供應(yīng)這些用途的裝置。成立于2002年的該公司(成立之初名為“超聲波釀造研究所”)至今已經(jīng)榮獲了多個獎項。2012年,在“TOMODACHI東北挑戰(zhàn)賽”(美日協(xié)會(U.S.-Japan Council,USJC))上榮獲冠軍,并且奪取了“德島新業(yè)務(wù)支援獎2012”(德島新業(yè)務(wù)協(xié)議會)的大獎。這一次,記者就超聲波霧化分離技術(shù)的原理和效果等,對積極在日本國內(nèi)外拓展超聲波霧化分離客戶的該公司進行了采訪。
超聲波霧化分離技術(shù)是向液體發(fā)射超聲波,使之成為霧狀(霧化)。“蒸發(fā)”是切斷分子間結(jié)合的氣化作用,而“霧化”則是使液體成為微顆粒物。與加熱液體蒸發(fā)的氣化相比,霧化的優(yōu)勢在于能耗低。霧化并不需要像蒸發(fā)那樣,使分子各自分散。而是利用液體中相同分子容易形成團簇的性質(zhì),借助少量的能量,使用液體制作團簇。霧狀物質(zhì)之后通過冷卻、吸附,單獨回收需要的物質(zhì)。而且,根據(jù)物質(zhì)的不同,形成的團簇有大(數(shù)百nm~數(shù)μm)有。〝(shù)nm~數(shù)百nm),該技術(shù)對這一點也進行了充分利用。
能耗具體能減少多少?創(chuàng)辦Nano Mist Technologies的代表董事社長松浦一雄自信地表示:“以廢水處理為例,現(xiàn)階段的能耗是傳統(tǒng)方法的7成左右(減少約3成),理想的效果是3~4成(減少6~7成)。”就廢水處理而言,過去,濃縮廢水中的對象物質(zhì)、通過去除水分減容采用的一直是加熱蒸發(fā)的方式,而使用超聲波霧化分離能夠以更低的能量實現(xiàn)減容。松浦解釋說,與蒸發(fā)相比,霧化的能耗低,而且,與凝集氣體相比,凝集霧的效率更高。如能提高分離霧化物質(zhì)時冷凍機的效率,估計能耗就可以接近理想值。
濃縮溫泉運往消費地
松浦一雄大致舉出了三個超聲波霧化分離技術(shù)前景看好的用途。首先是前面提到的廢水處理。該技術(shù)不僅能夠降低去除廢水中的水等減容過程的能耗,通過減容,還能減少委托產(chǎn)業(yè)廢棄物處理企業(yè)的處理量,從而降低處理需要的成本。在Nano Mist Technologies的成功案例中,廢水處理裝置的案例最多。
第二個用途是溫泉水濃縮。也就是減少溫泉中的水分,濃縮有效成分。通過濃縮,溫泉可以成為“溫泉原料”,使得運輸更加方便,便于在遠離溫泉的地方使用。要想在都會使用溫泉的源泉,必須要使用水罐車,導(dǎo)致運輸成本增加。而如果在溫泉地區(qū)濃縮源泉,在減容后運往消費地,就可以減少運輸成本。按照設(shè)想,應(yīng)用的范圍包括了都會的溫泉設(shè)施和護理設(shè)施等。Nano Mist Technologies計劃制造處理量可達1噸/天的裝置,在2013年秋季向日本關(guān)東地區(qū)的設(shè)施交付。
濃縮溫泉原本是由群馬縣的一處溫泉勝地提案的。委托方當初曾考慮過加熱溫泉水濃縮的方式,但達到需要的處理量耗費的能量巨大,實現(xiàn)起來困難較大。而使用超聲波霧化分離技術(shù)則可以解決這個問題。
第三個用途是醫(yī)院的溶劑回收。從使用過的病理染色液等液體中回收利用溶劑。病理染色液需要把作為標記的色素溶解在有機溶劑中使用;厥绽玫膶ο缶褪沁@些溶劑。可以回收利用的還包括使用過的二甲苯溶液和福爾馬林溶液。在德島產(chǎn)業(yè)振興機構(gòu)的協(xié)助下,Nano Mist Technologies從2012財年開始開發(fā)這項裝置,即將于2013年夏季之后開始銷售。
裝置為1臺400萬日元。雖然使用需要如此高昂的初期費用,但按照松浦一雄的估算,使用者幾年即可收回成本。例如,溶劑的價格為500日元/L,委托專業(yè)企業(yè)處理需要150日元/L,假設(shè)大規(guī)模的醫(yī)院和檢查中心1天需要處理10L溶劑,需要的金額為6500日元,如果1年有100天進行處理,總額即為65萬日元。也就是說,初期投資幾年即可收回。松浦一雄說:“對于醫(yī)院,清潔現(xiàn)在已經(jīng)是重要的條件。就這一方面而言,能夠進行回收利用也十分必要。”另外,在過去,從使用過的病理染色液中回收溶劑使用的是加熱的方法。
不只是日本國內(nèi),Nano Mist Technologies還把走向海外納入了視野,首先以大規(guī)模醫(yī)院和檢查中心為對象。對于這一有望達到幾十億日元規(guī)模的市場,松浦一雄充滿了期待。
松浦一雄將超聲波霧化分離技術(shù)投入實際使用是在1999年,是在Nano Mist Technologies成立(2002年)以前。首先在對該公司出資的已有200多年歷史的釀酒廠——松浦酒造場的清酒生成工藝中采用了該技術(shù)。目的是在保持清酒味道的同時,去掉雜味并提高酒精濃度。松浦回憶說:“當時需要的技術(shù)水平還不是很高。”
成立美國法人,瞄準醫(yī)療領(lǐng)域
其次瞄準的用途是濃縮生物乙醇。雖然開發(fā)很順利,但由于對生物乙醇的市場期望值降低,因而不得不尋找新的用途。結(jié)果,發(fā)現(xiàn)了上篇提到的廢液處理用途。
據(jù)松浦介紹,現(xiàn)在采用超聲波霧化分離技術(shù)的裝置只有Nano Mist Technologies一家公司在銷售。不過,在研發(fā)方面,國內(nèi)外都有采用類似技術(shù)的論文發(fā)表。由于海外也存在需求,因此2013年成立了美國法人。
成立美國法人的契機是在“TOMODACHI東北挑戰(zhàn)賽”上獲得了冠軍。Nano Mist Technologies的技術(shù)和效果被美國的風險投資者們所知曉,使得該公司的知名度大幅提高。后來,有人提出“我們想負責運營美國法人”,因此我們決定在美國設(shè)立了法人。在美國,首先將面向醫(yī)療領(lǐng)域銷售藥液回收裝置。
Nano Mist Technologies以前曾與中東做過廢液處理裝置的交易,還從西班牙接過OEM生產(chǎn)采用超聲波霧化分離技術(shù)的裝置的訂單。不過,正式開展海外業(yè)務(wù)是在成立美國法人之后。
重新挑戰(zhàn)生物乙醇領(lǐng)域,還將積極推進授權(quán)
Nano Mist Technologies今后在銷售產(chǎn)品的同時,還準備開展超聲波霧化分離技術(shù)授權(quán)。松浦說,關(guān)于超聲波霧化分離技術(shù)最先申請和注冊的專利“再過一年就要到期了”。不過,他后來還申請了周邊專利,因此Nano Mist Technologies所持有專利的效果并不會減弱,不過“專利畢竟只有20年壽命”,因此將在專利有效期內(nèi)積極進行授權(quán)。松浦指出,“維持專利需要費用。如果不通過授權(quán)賺錢,或許連維持專利都做不到”,可見中小企業(yè)所面臨的切實問題也是該公司開展專利授權(quán)的原因。
開展技術(shù)授權(quán)對于實現(xiàn)松浦所描繪的超聲波霧化分離技術(shù)藍圖也是必不可少的。松浦希望該公司曾大力開發(fā)的生物乙醇濃縮將來能成為一大業(yè)務(wù)。而要想推進這項業(yè)務(wù),關(guān)鍵在于授權(quán)。
松浦從化石燃料枯竭和防止全球變暖的角度出發(fā),分析認為生物乙醇會重新登上舞臺。據(jù)松浦推算,要利用超聲波霧化分離技術(shù)生成生物乙醇,需要年處理量達1萬噸的商用處理設(shè)備。這比Nano Mist Technologies所從事的廢液處理裝置規(guī)模大2位數(shù)以上,以該公司的規(guī)模無法實現(xiàn)。要想實現(xiàn),就要跟規(guī)模大的企業(yè)合作或提供授權(quán),F(xiàn)在,出現(xiàn)了養(yǎng)殖海藻等用來高效提取生物乙醇的舉動。該公司將緊跟這一形勢。