Development of high-quality cryopreservation by active control of ice formation utilizing ultrasonic vibration

利用超声波振动主动控制冰形成开发高质量冷冻保存

• 批准号: 23560221
• 负责人: TADA Yukio
• 金额: $ 3.49万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23560221/
• 关键词: 凍結; 超音波振動; 過冷却; 氷晶形成; 食品

A method to actively controlling crystallization is one of promising technique for cryopreservation of food. The object of this project is to study the effects of ultrasonic vibration on supercooling of water. Two types of ultrasonic vibration; (a)amplitude-regulated vibration at frequency of 1MHz and (b)amplitude-modulated vibration, were tested. Regarding the case of amplitude-regulated vibration, the supercooling degree decreased with increasing ultrasonic power. On the other hand, as for amplitude-modulated vibration, a weak enhancement of supercooling was found at amplitude-modulated frequency of 20-25kHz. Furthermore, it was indicated that there is optimum value of ultrasonic power for enhancing supercooling degree, since the action of ultrasonic vibration would have two aspects as to promote and reduce nucleation. Summarizing these results, the mechanism of sonocrystalization in biological tissue was discussed in relation to method of ultrasonic irradiation.

主动控制结晶的方法是食品低温保存的重要技术之一。本计画的目的是研究超音波振动对水过冷度的影响。对两种类型的超声振动进行了测试：（a）频率为1 MHz的振幅调节振动和（B）振幅调制振动。对于振幅调节振动的情况，过冷度随着超声功率的增加而减小。另一方面，对于振幅调制振动，在振幅调制频率为20- 25 kHz时，发现过冷的增强作用很弱。同时指出，超声振动的作用具有促进形核和抑制形核两个方面，因此超声功率对提高过冷度有一个最佳值。总结这些结果，讨论了生物组织中声定位的机理与超声辐照方法的关系。

项目成果

植物由来の過冷却促進物質の探索とその作用機序

寻找植物源过冷促进物质及其作用机制

• 发表时间: 2013
• 期刊: 日本機械学会2013年度年次大会講演論文集
• 作者: 角田勝;藤本太郎;多田 幸生，相原宏次，瀧本 昭，大西 元
• 通讯作者: 多田 幸生，相原宏次，瀧本 昭，大西 元

電場中における氷の結晶成長の分子動力学シミュレーション

电场中冰晶生长的分子动力学模拟

• 发表时间: 2012
• 期刊: 第49回日本伝熱シンポジウム講演論文集
• 作者: Ota;H.;Nagai;N.;Nikaido;H.;Serizawa;Y.;渡辺,堀田,田上,牛丸,窪山,森吉;吉田洋平,多田幸生,瀧本昭,大西元
• 通讯作者: 吉田洋平,多田幸生,瀧本昭,大西元

水の過冷却に及ぼす変動磁場の影響

脉动磁场对水过冷度的影响

• 发表时间: 2012
• 作者: H. Hattori;S. Yamada;M. Tanaka;T. Houra and Y. Nagano;野原康平,多田幸生,瀧本昭,大西元
• 通讯作者: 野原康平,多田幸生,瀧本昭,大西元

Effects of Amplitude-Modulated Ultrasonic Vibration on Supercooling of Water

调幅超声波振动对水过冷的影响

• 发表时间: 2012
• 期刊: Proceedings of The Third International Forum on Heat Transfer
• 作者: Y.Tada;Y.Yoshida;A.Takimoto and H.Onishi
• 通讯作者: A.Takimoto and H.Onishi

水の過冷却に及ぼす振幅変調超音波振動の影響

调幅超声波振动对水过冷度的影响

• 发表时间: 2011
• 期刊: 日本機械学会2011年度年次大会DVD-ROM論文集
• 作者: 角田勝;藤本太郎;大橋，目崎，山田，門脇;多田幸生，吉田洋平，瀧本昭，大西元
• 通讯作者: 多田幸生，吉田洋平，瀧本昭，大西元